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Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005

Impacto de Explosiones de Supernova en la Formación de

Galaxias

Instituto de Astronomía y Física del Espacio

Buenos Aires - Argentina

Cecilia Scannapieco

Max-Planck Institute for Astrophysics

Garching – Alemania

Simon White & Volker SpringelPatricia Tissera


Presentación Introducción: Explosiones de SN y formación de galaxias

Implementación de inyección de energía por

Supernova en simulaciones numéricas

Resultados (simulaciones de galaxias aisladas):

Generación de “Outflows”

Efectos en el proceso de formación

estelar

Dependencia con la masa virial de la

galaxia

Conclusiones y trabajo futuro


Explosiones de SN y formación de galaxias

Las explosiones de Supernova afectan la formación y evolución de galaxias significativamente a través de:

Eyección de metales: afectan el enfriamiento del gas Eyección de energía: afecta el colapso del

gas

SN afectan el proceso de formación estelar

Observaciones: vientos galácticos, enriquecimiento químico del medio intergaláctico e intracumular, .....

Simulaciones numéricas: complicado modelar las explosiones, alto costo computacional, ….


Modelo numérico Código (Tree-PM) GADGET-2 (Springel 2005)

Formación estelar: tratamiento estocástico (Springel & Hernquist 2003)

Tratamiento Multi-fase para el gas Enriquecimiento químico (Scannapieco et al. 2005)

Enfriamiento dependiente de la metalicidad (Sutherland & Dopita 1993)

Feedback:

Para cada SN se definen dos fases: Fría y Caliente Se distribuye la energía en proporciones c y

h

Fase caliente: distribución simultánea con la explosión Fase fría: esquema de “Promoción”

El modelo no incluye ningún parámetro ad-hoc que dependa de la masa o temperatura virial, o de la resolución


Simulaciones de galaxias aisladas Grid esférico con partículas de gas y materia oscura

superpuestas, perturbado para dar lugar a un perfil de densidad ~1/r

Masa virial: 1012 h-1 Mo ( h = 0.7

)

Masa bariónica: 1011 h-1 Mo

Parámetro de spin : = 0.1

Número de partículas : N = 10000 (gas, DM)each

Eficiencia de formación estelar: c = 0.1

Abundancia inicial primordial: X=0.76 - Y=0.24


Promoción & Outflows

Eyección de energía

1- Calentamiento del

gas denso y frío en las regiones de formación

estelar

2- Transporte de gas en el centro hacia el halo


Feedback: Efectos en la formación estelar

Calentamiento del gas frío + outflows

densidad de gas frío decrece

Auto – regulación de la actividad de formación estelar


Feedback: Efectos en la distribución de metales

Metalicidad del gas (proyectada) Sin Feedback Con Feedback


Dependencia con la masa virial

Feedback por SN afecta significativamente sistemas de baja masa Una fracción importante del gas escapa de los sistemas regulando el proceso de formación estelar


Conclusiones I Se implementó un modelo para describir la inyección de

metales y energía por explosiones de Supernova en GADGET-2. El modelo posibilita el estudio de la formación de galaxias sobre una base física mas sólida y en el contexto de un modelo cosmológico, sin introducir ningún parámetro dependiente de escala. La inyección de energía por SN constituye un mecanismo

eficiente para regular el proceso de formación estelar a través del calentamiento de gas frío y su transporte a las regiones externas de las galaxias.

Debido a que el gas en los discos se encuentra altamente enriquecido, los outflows producen la contaminación con metales de los halos. Esto podría explicar la presencia de metales en el medio intergaláctico.


Conclusiones II

La inyección de energía por SN produce efectos mayores para sistemas más pequeños, ya que éstos poseen pozos de potencial menos pronuciados y los bariones escapan más fácilmente de los sistemas.

Para los sistemas más pequeños se encuentra que la inyección de energía por SN retrasa los brotes de formación estelar y produce fracciones finales de estrellas menores.

Se utilizarán simulaciones de alta resolución para ajustar parámetros de entrada del modelo con el fin de reproducir observaciones recientes.


Feedback: Efectos en la distribución de metales

Los outflows transportan gran cantidad de material enriquecido

enriquecimiento de los halos los metales no permanecen solamente en la población estelar


Feedback: Efectos en la distribución de masa

Gas caliente Gas frío Estrellas

Sin Feedba

ck

ConFeedba

ck

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