Growth of massive galaxies through cosmic time

Resumen

El descubrimiento de que las galaxias masivas son en promedio más compactas en el universo primitivo ha puesto de relieve la importancia de los procesos de crecimiento en tamaño de las galaxias con el tiempo cosmológico. Conocer mejor las características de estos objetos compactos dará claves para entender la naturaleza del mecanismo que hace crecer en tamaño a las galaxias masivas. En la primera parte de esta tesis comenzamos investigando la discrepancia entre las masas dinámicas y estelares en las galaxias masivas compactas de tipo temprano. Para ello obtuvimos dispersiones de velocidades en distintos desplazamiento al rojo, usando nuestras propias observaciones con el telescopio GTC, así como espectros apilados de un cartografiado público realizado con el telescopio Keck II. Nuestros hallazgos indican que esta discrepancia escala con la compacticidad de las galaxias, pero no encontramos correlación con el desplazamiento al rojo. Estos resultados nos conducen a interpretar la discrepancia entre estos dos estimadores de masa como una violación de la hipótesis de homología que se asume en el cálculo de las masas dinámicas, es decir, las galaxias masivas compactas no serían objetos auto-semejantes a las galaxias masivas de tamaños normales. El siguiente paso de nuestra investigación fue averiguar cuáles son las restricciones que se pueden derivar para los mecanismos evolutivos de las galaxias masivas a partir de esta no-homología. Encontramos que las galaxias trazan un plano en el espacio masa estelar–radio efectivo–dispersión de velocidades, analizando las restricciones que esto implica sobre un mecanismo genérico. Además comprobamos que estas restricciones son compatibles con las simulaciones numéricas de galaxias que crecen a través de fusiones. La última cuestión que abordamos es cuál es el mejor entorno para buscar galaxias reliquias, es decir, galaxias viejas que no han experimentado la evolución en tamaño. Encontramos que estas galaxias prefieren vivir en entornos densos. Comparando nuestros resultados observacionales con simulaciones, obtenemos un acuerdo entre ambos. La manera más popular de explicar el crecimiento de las galaxias masivas es mediante la acreción de galaxias satélite a través de fusiones. La conclusión global de esta tesis es que todos nuestros resultados son compatibles con este mecanismo.