Congreso Colombiano de Astronomía y Astrofísica - 2012

DETERMINACIÓN DE LA MASA DE UN CONJUNTO DE GALAXIAS ESPIRALES EN EL CLUSTER DE LA OSA MAYOR, CON BASE EN UN MODELO DE DISCO MÁXIMO.

Not scheduled

15m

Grupo Halley (Universidad Industrial de Santander)

Presentaciones Orales Astronomía extragaláctica

Speaker

Dr Jerson Reina (Docente cátedra Universidad Industrial de Santander Y Universidad Santo Tomás)

Description

Resumen: Se determinan los valores estimados para la masa de un conjunto de galaxias espirales en el Cluster de la Osa Mayor. Se considera con base en la hipótesis del disco máximo [1, 2], que la masa del disco galáctico es lo suficientemente grande, de tal manera que sea consistente con la curva de rotación de cada galaxia analizada. Así pues, la contribución de masa del halo de materia oscura se asume por lo tanto despreciable en la parte interior de la espiral. El potencial gravitacional de la distribución se calcula por medio del método de Hunter [3]. Dicho método está basado en la obtención de soluciones de la ecuación de Laplace en términos de coordenadas esferoidales oblatas, las cuales están apropiadamente diseñadas para el estudio de discos planos de extensión finita. Con base en este potencial, se deduce una expresión para la velocidad circular la cual se expresa como una serie de potencias de una coordenada radial adimensional. El ajuste numérico entre la velocidad circular y los datos de la curva de rotación de alguna galaxia en particular, se hace a través de un ajuste no lineal por mínimos cuadrados, usando el algoritmo de Levenberg – Marquardt e implementado en ROOT versión 5.28 [4]. De esta manera se determinan los parámetros de la serie y con ello quedan a su vez determinadas las correspondientes distribuciones de masa y demás cantidades que caracterizan el comportamiento cinemático de los modelos particulares. Finalmente se calcula la masa, efectuando la integral de la densidad superficial de masa. En particular, se efectúa el tratamiento descrito y se calcula la masa para una muestra de 26 galaxias espirales en el Cluster de la Osa Mayor, usando los datos tomados de [5]. En todos los casos el ajuste entre el modelo y los datos se hace fijando un nivel de confianza de 95%. Estos modelos presentan densidades de masa bien comportadas (similar al perfil de luminosidad de muchas galaxias espirales) y los valores obtenidos para la masa están dentro del orden de magnitud esperado, de manera que se pueden tomar como estimativos muy precisos para la cota superior de masa de estas galaxias, ya que en el modelo se considera que toda la masa está́ concentrada en el disco galáctico. Esto sugiere que no siempre es necesario introducir halos de materia oscura a fin de describir apropiadamente la curva de rotación de las galaxias espirales. En consecuencia, las expresiones aquí obtenidas para la velocidad circular, puede ser considerada como una especie de “curva de rotación universal” para galaxias planas, la cual puede ser fácilmente ajustada a los datos observados para una galaxia en particular. [1] P. Palunas y T. B. Williams. Maximum disk mass models for spiral galaxies. Astron.J., 120:2284–2903, 200. [2] T. S. Van Albada , R. Sancisi, Maria Petrou y R. J. Tayler. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 320(1556):447–464 ., 1986. [3] C. Hunter. The Structure and Stability of Self-Gravitating Disks. Mon.Not.Roy.Astron.Soc., 126:299, 1963. [4] R. Brun y F. Rademakers. ROOT: An object oriented data analysis framework. Nucl.Instrum.Meth., A389:81–86, 1997. [5] M. A. W. Verheijen y R. Sancisi. The Ursa Major cluster of galaxies. IV. HI synthesis observations. Astronomy and Astrophysics, 370:765– 867, 2001.