On the formation of bulges from their observed properties in nearby galaxies

Nell’Universo locale, più del 60% della materia stellare si trova in galassie ellittiche e nei rigonfiamenti centrali, denominati sferoidi, di galassie lenticolari e a spirale. Tuttavia, ancora non si conosce a cosa sia dovuta l’eterogeneità delle loro proprietà osservate. In questo lavoro ci proponiamo di interpretare nel modo più accurato possibile come diversi meccanismi di formazione ed evoluzione possano produrre questa varietà di proprietà. Infatti, determinare gli scenari di formazione ed evoluzione di queste strutture permette una conoscenza più profonda delle galassie stesse. Presento le tecniche di analisi utilizzate per caratterizzare le proprietà strutturali degli sferoidi sia fotometricamente sia geometricamente. Infatti, descrivo gli algoritmi che permettono di analizzare la distribuzione di brillanza superficiale delle galassie e la forma intrinseca tridimensionale dei loro sferoidi. Discuto l’analisi fotometrica delle varie componenti di un campione di 404 galassie nell’ambito della survey Calar Alto Legacy Field Area (CALIFA). Le galassie vengono descritte con una combinazione di modelli, comprendenti sorgenti nucleari, sferoidi, dischi e barre. Ho riscontrato che le galassie più massicce sono meglio modellate con solamente uno sferoide o con sferoide+disco ma con un rapporto di luminosità B/T > 0.2. A masse intermedie, prevalgono le galassie con miglior modello dato da sferoide+disco e B/T < 0.2, mentre nelle galassie meno massicce la componente di sferoide tende a diventare sempre meno importante. Quest’analisi pone le basi per una serie di nuovi studi all’interno della collaborazione di CALIFA. In seguito, caratterizzo gli sferoidi di un campione di nove galassie di tipo morfologico avanzato. Questi sferoidi hanno la peculiarità di essere molto piccoli e presentare una bassa dispersione di velocità. Essi sono stati analizzati da un punto di vista sia fotometrico sia cinematico, usando spettroscopia a fenditura lunga ad alta risoluzione spettrale ottenuta con il Telescopio Nazionale Galileo. Queste proprietà sono state utilizzate per studiare il comportamento del campione di sferoidi nelle relazioni di scala (piano fondamentale, Kormendy, Faber-Jackson). L’analisi evidenzia come un’unica popolazione di sferoidi segua le stesse relazioni di scala, con una transizione nelle proprietà fotometriche e cinematiche osservate dovuta alla loro massa. Successivamente, sempre nell’ambito della survey CALIFA, analizzo la forma intrinseca tridimensionale degli sferoidi in 83 galassie. Utilizzo simulazioni numeriche (Galmer) per testare l’affidabilità del metodo statistico utilizzato per svolgere l’analisi geometrica. Introduco il diagramma (B/A, C/A), che permette di caratterizzare la forma degli sferoidi del nostro campione. Essi sono principalmente oblati (66%), con una piccola frazione di prolati (19%) e triassiali (15%). La maggior parte degli sferoidi triassiali si trova nelle galassie barrate (75%). Attraverso l’analisi della forma intrinseca e delle proprietà osservate degli sferoidi si conclude che il fenomeno di interazione tra galassie è uno dei maggiori responsabili della formazione degli sferoidi oblati più massicci, mentre l’evoluzione della barra tende a formare gli sferoidi triassiali meno massicci. Infine, propongo un’analisi dei criteri solitamente utilizzati in letteratura per discriminare diverse tipologie di sferoidi. A questo proposito vengono analizzati gli sferoidi in nove galassie nell’ambito del progetto ATLAS3D. L’analisi si basa su proprietà sia fotometriche sia spettroscopiche e sulla loro forma intrinseca, I risultati evidenziano come l’indice di Sérsic non sia un buon indicatore per differenziare diversi sferoidi. Invece, la forma intrinseca e lo stato dinamico dello sferoide vengono proposti come miglior combinazioni di parametri per caratterizzare gli sferoidi galattici.