Grupos Compactos de Galaxias: Una Forma de Evaluar el Universo Simulado

Por Facundo Rodriguez

facundo.rodriguez@unc.edu.ar

Un equipo de investigación del  Observatorio Astronómico de Córdoba (OAC), con la colaboración de un investigador del Instituto de Astrofísica de París, realizó una comparación de la presencia de grupos compactos de galaxias en diferentes simulaciones numéricas y encontró diferencias significativas entre ellas. 

Las galaxias pueden formarse y evolucionar de manera muy diferente según el ambiente en el que estén. Algunas se encuentran más bien aisladas _; otras, en grupos de pocos miembros y otras, en cúmulos de decenas o cientos de galaxias. Cuanto más agrupadas estén, más influencia tendrán de sus vecinos y si, además, el grupo en el que se encuentran tiene otros grupos cerca, éstos pueden influir en su evolución.

Grupos compactos

Para algunas investigaciones, se utilizan grupos que poseen pocas galaxias, muy cercanas entre sí y que están aislados de otros grupos. Estas condiciones hacen más probable que las galaxias se encuentren entre ellas y se produzcan cambios en sus formas y propiedades. A estos sistemas se les denomina “grupos compactos”.

Comparación entre otros grupos y los grupos compactos utilizados en este trabajo. 

“Se espera que los grupos compactos evolucionen sólo por el efecto de las galaxias que lo componen, que no tengan influencia del entorno” afirma Eugenia Diaz-Gimenez, quien ha estudiado intensamente este tipo de sistemas, tanto en observaciones como en simulaciones numéricas. 

Imagen  tomada por el telescopio Espacial Hubble en la cual puede observarse el grupo compacto de galaxias denominado Sexteto de Seyfert. 

Fuente: Hubble Legacy Archive, NASA, ESA. Imagen procesada por Judy Schmidt.

Análisis en catálogos simulados

En un estudio publicado recientemente en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Diaz-Gimenez, con Antonela Taverna y Ariel Zandivarez,  miembros del Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (CONICET-UNC), con  la colaboración de Gary Mamon del Instituto de Astrofísica de París, estudiaron la presencia de los grupos compactos en grandes simulaciones, más precisamente, en aquellas en las que se les ha aplicado alguno  de los denominados modelos semianalíticos. 

Los modelos semianalíticos se denominan de esa manera porque asignan propiedades a las galaxias mediante “recetas” creadas con una mezcla de conocimientos físicos y resultados obtenidos de las observaciones. Por lo tanto, estos modelos nos brindan el “cómo” se verían las galaxias pero no nos dan un “dónde”. Para poder darles un lugar donde ubicarlas se pueden utilizar las simulaciones numéricas que sólo se preocupan por evolucionar las posiciones de parte de la materia del universo en un volumen dado. Esta combinación permite reducir el costo computacional y, al mismo tiempo, reproducir grandes porciones del universo. Sin embargo, hay disponibles varios modelos que difieren en las “recetas” usadas y en la resolución de las simulaciones subyacentes, es decir, en la menor escala que puede estudiarse.  

“Se ha demostrado que los modelos semianalíticos son herramientas útiles para hacer predicciones estadísticas de las observaciones”, destaca Diaz-Gimenez. Además, resalta que “en cuanto a sus propiedades generales, estos modelos reproducen bien las observaciones y dan resultados muy similares entre sí; sin embargo, encontramos diferencias cuando analizamos los grupos compactos, algo para lo que no fueron pensados”.  

Este equipo buscó los grupos compactos en varios modelos semianalíticos, estudió sus características y con qué frecuencia aparecen en cada uno. “La aparición de los grupos compactos en estos catálogos sintéticos depende en gran medida de cómo éstos asignan las propiedades de las galaxias”, explica Taverna, quien estudió estos sistemas de galaxias como parte de su doctorado. Y amplía: “encontramos que el porcentaje de grupos compactos es mayor en catálogos obtenidos en simulaciones de alta resolución”.

Importancia y trabajo a futuro

En cuanto a la importancia de esta publicación, Zandivarez remarca que “este trabajo permitió utilizar a fondo una herramienta: los modelos semianaliticos de formación de galaxias. Es englobador e intenta responder muchas de las preguntas que surgen al utilizar este tipo de catálogos simulados. Creo que es un trabajo que será muy relevante para los usuarios de este tipo de herramientas.”

Luego de haber aprendido las limitaciones de estos modelos, afirman que éstos deberían ser mejorados para poder seguir estudiando la interacción de galaxias en sistemas pequeños y densos como los grupos compactos. Y que, en el futuro, piensan realizar un trabajo similar identificando grupos compactos en simulaciones hidrodinámicas de gran resolución.