A spatially resolved study of ionized regions in galaxies at different ...

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156 Conclusiones Las abundancias totales de oxígeno para los cuatro nodos resueltos derivadas de análisis espectroscópicos (Skillman, 1985; Kennicutt et al., 2003) muestran un valor muy similar; sólo uno de ellos tiene una abundancia ligeramente menor al resto. Hasta ahora, no se han realizado estudios más detallados de esta región. La Espectroscopía de Campo Integral (ECI), una técnica desarrollada recientemente, ofrece la oportunidad de realizar un estudio espacialmente resuelto de las condiciones físicas del gas ionizado de las RHEG, permitiendo al mismo tiempo explorar las propiedades de las poblaciones estelares ionizantes. Esta técnica se ha empleado para el análisis del complejo de regiones gigantes Hii en la galaxia NGC 6946, usando para ello PPak, un instrumento acoplado al telescopio de 3.5m del observatorio CAHA. La configuración se escogió para cubrir el rango espectral de 3600 a 10000 Å, permitiendo la medida de las líneas de [Siii] en el infrarrojo cercano. Esta es la primera vez que se utiliza un rango espectral tan amplio para este tipo de datos. De los mapas creados, se han seleccionado cuatro nodos principales, etiquetados de A a D, para realizar un análisis espectroscópico integrado detallado de estas estructuras, así como de todo el campo de PPak. Para todos los nodos se ha encontrado una densidad muy similar, por debajo de los 100 cm −3 . Se pudo medir la temperatura electrónica de [Oiii] en los nodos A, B, C y en el campo completo de PPak, siendo el valor medio de unos 8000 K. También se midieron las temperaturas de [Oii] y [Siii] en estos cuatro casos. Las abundancias que se desprenden del “método directo” son típicas de regiones Hii de disco de alta metalicidad, con un valor bastante uniforme para todos los nodos, y un valor medio de 8.65. Esto es similar a lo encontrado por otros autores para regiones situadas a una distancia galactocéntrica parecida (Larsen et al., 2006). Los cocientes de abundancias S/O y N/O son bastante parecidos en todos los nodos. Así pues, se encuentra una abundancia bastante uniforme a pesar de la alta dispersión en excitación a lo largo de toda la nebulosa, obtenida de los mapas de los cocientes [Oiii] λ 5007/Hβ, [Nii] λ 6584/Hα y [Sii] λλ 6717,6731/Hα. Esta uniformidad es apoyada por el comportamiento del parámetro S 23 , el cual es aproximadamente constante a pesar del amplio rango de excitación observado. Estos hechos confirman el resultado encontrado por los estudios clásicos de Skillman (1985), Diaz et al. (1987), Rosa and Mathis (1987), y más recientemente por estudios espacialmente resueltos en galaxias Hii (Kehrig et al., 2008; Lagos et al., 2009). Por otro lado, deben estar presentes poblaciones estelares de edad avanzada como para producir supernovas, puesto que al menos hay una detectada en este complejo (Mayall, 1948). Esto implica que, o se produce un mezclado muy rápido y efectivo o que, como sugiere Stasińska et al. (2007), los nuevos metales inyectados en el medio por el episodio reciente de formación estelar no son observados y residen en la fase de gas caliente. Por el contrario, los metales que provienen de eventos anteriores se mezclarían y distribuirían homogéneamente por toda la región. La luminosidad Hα de la emisión de los nodos es de aproximadamente el 50% de la totalidad de la emisión del campo de PPak. El nodo A, el más brillante, da cuenta del 75%

Conclusiones 157 de flujo combinado de los 4 nodos, y un 30% del total. Este nodo tiene la mayor excitación, obtenida del cociente [Oii]/[Oiii], y domina en el espectro integrado de todo el campo. Por otro lado, la anchura equivalente de Hβ de toda la región es de unos 40 Å, mucho menor que la medida para cada nodo individual, cuyo margen está comprendido entre 60 y 100 Å. Es decir, el espectro integrado muestra una gran excitación y una edad relativamente avanzada, algo que no se corresponde con el estado evolutivo de los nodos individuales. Se han detectado rasgos de Wolf-Rayet en los nodos A y C, y una contribución más débil en el B, dando como resultado un número total de estrellas WR de 125, 22 y 5, respectivamente, y cocientes O/WR consistentes con modelos SB99 para una edad de unos 4 Myr. El nodo D, sin muestras de WR, tiene una débil emisión Hα, baja excitación, y la anchura equivalente más baja de todos los nodos, lo que induce a pensar que se encuentra en un estado evolutivo más avanzado. Una vez que se ha comprobado la hipótesis de la uniformidad de la abundancia para las RHEG mediante las observaciones ECI, se ha realizado un análisis espectrofotométrico de los nodos individuales de dos galaxias Hii, IIZw71 (una galaxia con anillo polar) y J1657. Los procesos de formación estelar en galaxias Hii parece ocurrir en ambientes de baja densidad. En todos los nodos de J1657 las densidades electrónicas son menores que 30 cm −3 , muy por debajo de la densidad crítica para la deexcitación colisional. Para IIZw71 se consiguieron medir dos densidades: n([Oii]) y n([Sii]), siendo la primera ligeramente superior a la última. A pesar de que la densidad es entre 5 y 10 veces mayor que para J1657, sigue estando por debajo del valor para deexcitación colisional. Se analizaron los cuatro nodos más brillantes de IIZw71, etiquetados de A a D, y tres, de A a C, de J1657. En esta última galaxia se midieron con gran precisión cuatro temperaturas de línea: T e ([Oiii]), T e ([Siii]), T e ([Oii]) y T e ([Sii]). Para IIZw71, se consiguió medir la temperatura electrónica de [Oiii] en los nodos B y C, con una precisión de un 14%. La temperatura del nodo principal de J1657 es unos 2000K más baja que el resto de los dos nodos, mientras que la temperatura de [Oiii] para el nodo C de IIZw71 es unos 1000K superior al B. Las temperaturas relacionadas con la zona de alta excitación es similar para ambas galaxias, con un valor medio de unos 13000K. Las medidas de las temperaturas para ambas galaxias ha permitido la obtención directa de las abundancias iónicas de oxígeno, azufre, nitrógeno, neón y argón. Las abundancias totales para estas especies se encuentran en el mismo rango de metalicidades que las medidas para galaxias Hii, entre 7.78 y 7.99. El nodo A de J1657 presenta una abundancia ligeramente superior, de unos 0.1 dex, con respecto a los otros dos, los cuales son muy parecidos. Los nodos B y C de IIZw71 tiene la misma metalicidad, dentro de los errores. Sin embargo, sus valores son ligeramente menores que las abundancias encontradas en la literatura derivadas de medidas de la galaxia integrada o de calibraciones de líneas intensas. La metalicidad en los dos nodos más débiles de esta galaxia fue estimada a partir de varios parámetros empíricos, ya que no detectó ninguna línea auroral. En todos los casos, las abundancias estimadas son

Conclusiones 157<br />

de flujo comb<strong>in</strong>ado de los 4 nodos, y un 30% del total. Este nodo tiene la mayor excitación,<br />

obtenida del cociente [Oii]/[Oiii], y dom<strong>in</strong>a en el espectro <strong>in</strong>tegrado de todo el campo. Por<br />

otro lado, la anchura equivalente de Hβ de toda la región es de unos 40 Å, mucho menor que<br />

la medida para cada nodo <strong>in</strong>dividual, cuyo margen está comprendido entre 60 y 100 Å. Es<br />

decir, el espectro <strong>in</strong>tegrado muestra una gran excitación y una edad rel<strong>at</strong>ivamente avanzada,<br />

algo que no se corresponde con el estado evolutivo de los nodos <strong>in</strong>dividuales.<br />

Se han detectado rasgos de Wolf-Rayet en los nodos A y C, y una contribución más<br />

débil en el B, dando como resultado un número total de estrellas WR de 125, 22 y 5,<br />

respectivamente, y cocientes O/WR consistentes con modelos SB99 para una edad de unos<br />

4 Myr. El nodo D, s<strong>in</strong> muestras de WR, tiene una débil emisión Hα, baja excitación, y la<br />

anchura equivalente más baja de todos los nodos, lo que <strong>in</strong>duce a pensar que se encuentra<br />

en un estado evolutivo más avanzado.<br />

Una vez que se ha comprobado la hipótesis de la uniformidad de la abundancia para las<br />

RHEG mediante las observaciones ECI, se ha realizado un análisis espectr<strong>of</strong>otométrico de los<br />

nodos <strong>in</strong>dividuales de dos galaxias Hii, IIZw71 (una galaxia con anillo polar) y J1657. Los<br />

procesos de formación estelar en galaxias Hii parece ocurrir en ambientes de baja densidad.<br />

En todos los nodos de J1657 las densidades electrónicas son menores que 30 cm −3 , muy por<br />

debajo de la densidad crítica para la deexcitación colisional. Para IIZw71 se consiguieron<br />

medir dos densidades: n([Oii]) y n([Sii]), siendo la primera ligeramente superior a la última.<br />

A pesar de que la densidad es entre 5 y 10 veces mayor que para J1657, sigue estando por<br />

debajo del valor para deexcitación colisional.<br />

Se analizaron los cu<strong>at</strong>ro nodos más brillantes de IIZw71, etiquetados de A a D, y tres,<br />

de A a C, de J1657. En esta última galaxia se midieron con gran precisión cu<strong>at</strong>ro temper<strong>at</strong>uras<br />

de línea: T e ([Oiii]), T e ([Siii]), T e ([Oii]) y T e ([Sii]). Para IIZw71, se consiguió medir<br />

la temper<strong>at</strong>ura electrónica de [Oiii] en los nodos B y C, con una precisión de un 14%. La<br />

temper<strong>at</strong>ura del nodo pr<strong>in</strong>cipal de J1657 es unos 2000K más baja que el resto de los dos<br />

nodos, mientras que la temper<strong>at</strong>ura de [Oiii] para el nodo C de IIZw71 es unos 1000K<br />

superior al B. Las temper<strong>at</strong>uras relacionadas con la zona de alta excitación es similar para<br />

ambas galaxias, con un valor medio de unos 13000K.<br />

Las medidas de las temper<strong>at</strong>uras para ambas galaxias ha permitido la obtención directa de<br />

las abundancias iónicas de oxígeno, azufre, nitrógeno, neón y argón. Las abundancias totales<br />

para estas especies se encuentran en el mismo rango de metalicidades que las medidas para<br />

galaxias Hii, entre 7.78 y 7.99. El nodo A de J1657 presenta una abundancia ligeramente<br />

superior, de unos 0.1 dex, con respecto a los otros dos, los cuales son muy parecidos. Los<br />

nodos B y C de IIZw71 tiene la misma metalicidad, dentro de los errores. S<strong>in</strong> embargo, sus<br />

valores son ligeramente menores que las abundancias encontradas en la liter<strong>at</strong>ura derivadas<br />

de medidas de la galaxia <strong>in</strong>tegrada o de calibraciones de líneas <strong>in</strong>tensas. La metalicidad en los<br />

dos nodos más débiles de esta galaxia fue estimada a partir de varios parámetros empíricos,<br />

ya que no detectó n<strong>in</strong>guna línea auroral. En todos los casos, las abundancias estimadas son

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