Bidimensional study of the ionisation mechanisms of the diffuse gas in galaxies of the local universe with MUSE

Resum

En aquest treball, presentem el projecte Bidimensional Exploration of the warm-Temperature Ionised gaS (BETIS), enfocat en l'estudi del gas ionitzat difús (DIG) en galàxies espirals properes utilitzant l'espectrògraf de camp integral MUSE. L'objectiu principal és comprendre els diversos mecanismes d'ionització que donen lloc al DIG. Això implica una anàlisi espacialment resolta d'espècies d'alta i baixa ionització en espectres òptics. Hem introduït un nou mètode per definir espectroscòpicament el DIG, adaptable a diferents resolucions de galàxies. Inicialment, hem utilitzat una tècnica de binning adaptatiu basada en la relació senyal-soroll (S/N) de la línia [S II] per millorar la S/N d'altres línies. Posteriorment, vam crear una màscara per eliminar regions H II brillants i dèbils. També hem avaluat l'idoneïtat d'usar l'ample equivalent de \ha (\EWha) per definir el DIG i el seu règim d'ionització. Hem trobat que per a \EWha < 3\r{A}, esperat d'estrelles evolucionades de baixa massa i alta temperatura (HOLMES), el valor depèn de la tècnica de síntesi de poblacions utilitzada. L'anàlisi de la mostra revela una fracció de DIG consistent del 40%-70% en totes les galàxies. Les tendències dels quocients \nii/\ha, \sii/\ha, \oi/\ha y \oiii/\hb indiquen una correlació entre la ionització en el DIG i les regions H II, vinculada a la lluentor superficial de de \ha (\SBha). Els diagrames de diagnòstic mostren que el DIG generalment cau dins dels quocients de línia corresponents a la fotoionització deguda a la formació estel·lar (FE), amb un desplaçament que suggereix ionització deguda a xocs ràpids. No obstant això, l'anàlisi individual de les galàxies indica que aquest desplaçament és atribuït a galàxies Seyfert en la mostra. Això suggereix que les galàxies amb nucli actiu han de ser analitzades per separat, ja que la seva emissió és indistinguible del DIG d'alta excitació. En un segon estudi dins del projecte BETIS, l'enfocament està en el gas ionitzat difús extraplanar (eDIG), un component clau per entendre els processos de retroalimentació entre els discs i halos galàctics. Hem aplicat la metodologia de binning del primer estudi de BETIS a una mostra de vuit galàxies observades amb MUSE. Els quocients \nii/\ha, \sii/\ha, \oi/\ha i \oiii/\hb mostren una estructura d'ionització complexa en els halos galàctics, influenciada per la distribució espacial de les regions H II. Hem identificat l'escapament de fotons del continu de Lyman de les associacions OB com la principal font d'ionització, amb la temperatura electrònica i el quocient d'ionització S+/S depenent de la distribució de les regions H II dins dels discs galàctics. L'anàlisi exclou els HOLMES com a fonts significatives d'ionització per explicar els inusuals quocients de línia a majors distàncies del pla mitjà galàctic. En canvi, hem identificat els xocs dels mecanismes de retroalimentació relacionats amb la FE com a fonts d'ionització secundàries prometedores per al eDIG. Els models que incorporen ionització per xocs ràpids i fotoionització per FE suggereixen que la contribució de xocs ràpids a la ionització del eDIG varia del 20% al 50% en la mostra, amb variacions locals de fins al 20% dins dels halos individuals de les galàxies. Això es correlaciona amb la presència de filaments i components estructurals en els halos galàctics. Les altes densitats i els alts quocients de \oi/\ha, característiques del gas ionitzat comprimit per xocs, recolzen la presència de xocs, probablement provinents de la retroalimentació en regions d'intensa FE dins del disc galàctic.

Data del Ajut	10 de set. 2024
Idioma original	Anglès
Supervisor	Fernando Fabián Rosales Ortega (Director/a) & Lluis Galbany Gonzalez (Director/a)