Física (plan 2002) 2020-1

Optativas, Astrofísica Extragaláctica y Cosmología

La reunion para definir horario se llevara a cabo en la primera semana de clases: Martes y Miercoles 13:00 hrs cubiclulo 1 IA-UNAM

Este curso tiene que ver principalmente con galaxias. Vamos a revisar distintos aspectos de la estructura, dinámica,la formación y evolución de las galaxias. Consta de dos partes y su conexion con la Cosmología de campo cercano y lejano.

En la parte I haremos una revision actualizada de lo que sabemos sobre distintas componentes de las galaxias (esferoide, disco, barra, brazos, halo, poblaciones estelares, gas, composición química). Haremos uso de los catastros y bases de datos de los grandes proyectos extragalacticos recientes (Sloan, DESI; DECaLS, Herschel; HerMES, ALFALFA) para estudiar sus propiedades estadísticas (colores, tamaños característicos, luminosidades, masas estelares y de gas) y las correspondientes relaciones de escala.

En la parte II estudiaremos los efectos ambientales locales y globales en las galaxias desde el punto de vista de su agregación jerárquica: pares, grupos y cúmulos.
Revisaremos las propiedades fotometricas y espectrscopicas asociadas con las galaxias que hospedan agujeros negros supermasivos en las regiones centrales (AGNs).
Finalmente trazamos la ruta hacia la conexión cosmológica, comenzando por el estudio de la población de galaxias a corrimientos al rojo altos, la conexión halo-galaxia y la estructura a gran escala.

Evaluacion
Examenes (I y II) 40%
Presentaciones 30%
Tareas 30%

Programa

1. Prerequisitos:
1.1 Observaciones Astronómicas
1.2 Flujos y Magnitudes
1.3 Espectroscopia
1.4 Clasificación Espectral y Sintesis de Poblaciones
1.5 Procesos Radiativos y Distribución Espectral de Eenergía
1.6 Bases de Datos y Catastros Extragalácticos: SDSS, NED, HyperLeda


2. Galaxias en el Universo Local en La Epoca de los Grandes Catastros

2.1 Morfología de Galaxias
2.2 Nuevos Métodos de Clasificación en el Visible, Infrarrojo
2.3 Métodos Automáticos y Redes Neuronales
2.4 Propiedades Estructurales de Las Galaxias
Principios de fotometria y analisis de imagenes

2.5 Discos
Perfiles de Brillo. Descomposición Bulbo Disco.
2.6 Barras, Brazos, Bulbos, Pseudobulbos Poblaciones Estelares

2.7 Esferoides:
◦ Plano fundamental.
• Cociente Masa luminosidad.
• Nuevos esquemas de clasificación de elipticas.
• Dicotomía E-type vs. S0-type.
• Presencia de agujeros negros supermasivos. Relación Masa del hoyo negro vs.
Masa del Bulbo. Implicaciones en la evolución de las galaxias. Poblaciones Estelares

2.8 Halos Estelares
2.9 Evolución Secular de Galaxias
2.10 La Espectroscopia Integral de Campo
2.11 Aspectos sobre Poblaciones Estelares y Síntesis de Poblaciones
2.12 Aspectos Cinemáticos
• Curvas de rotacion y materia oscura.
◦ Masa total, Masa estelar, Masa Dinamica, Masa del gas.

Plano Fundamental de Galaxias de Disco
◦ Relación Masa Luminosidad (total o estelar).
• Relación de Tully Fischer.

2.13 Escenarios de Formación de Estructura


3. Estadística Correlaciones y Población de Galaxias

3.1 Función de Luminosidad y Masa
3.2 Formación Estelar, Contenido de Gas
3.3 Leyes Empíricas de Formación Estelar
3.4 La Función Inicial de Masa
3.5 Dependencias con el Ambiente
3.6 Función de Correlación 2pts
3.7 La Conexión Halo-Galaxia

4. Interacciones y Transformaciones
4.1 Pares de Galaxias
• Catalogos.
• Aproximación clásica a las interacciones: Tomree & Tomree 1972.
• Fisica de la interacción.
• Procesos asociados a la interacción: Formacion estelar, outflows

4.2 El Volúmen Local y Grupo Local
4.3 Galaxias Enanas
Propiedades de Formación Estelar
• Baja metalicidad, escaso gradiente: Crecimiento outside-in?
• Satelites vs. galaxia aisladas.


5 Grupos y cumulos de galaxias.
5.1 Cumulos de Abell.
5.2 Grupos de Hickson.
5.3 Cumulos de galaxias: Propiedades estructurales, dinamicas.
5.4 Efectos sobre la evolución de las galaxias: Harassment, stripping.
5.5 Transformación morfologica y apagado de la formación estelar.
5.6 Materia oscura en cumulos y lentes gravitatorias.


6. Galaxias Activas
6.1 La Población de AGNs en el Universo Local
6.2 El Paradigma del Agujero Supermasivo Central
6.3 Formación y Evolución de AGNs

7. Galaxias a Alto Redshift Y Cosmologia Observacional

7.1 Redshift Fotométrico
7.2 Catastros a alto Redshift
7.3 Lyman-Break
7.4 Emisores Ly_alpha
7.5 Fuentes Submilimetricas
7.6 Extremely Red Galaxies
7.7 Cosmic Star Formation History (ARAA2014)



8. La nueva generación de proyectos Extragalacticos y sus implicaciones. (1 clase)
8.1 CALIFA, MaNGA, SAMI, MUSE, eBOSS, APOGGE2, GAIA
8.2 LSST
8.3 SKA

8.4 DESI

Bibliografia

Galaxies in the Universe: An Introduction (2nd Edition) by L. Sparke & J. Gallagher
Cambridge University Press, 2007

Extragalactic Astronomy and Cosmology: An Introduction by P. Schneider. Springer 2006.

Galactic Dynamics (2nd Edition) by J. Binney & S. Tremaine
Princeton University Press, 2008.

Galactic Astronomy by J. Binney & M. Merrifield
Princeton University Press, 2008 .

The Structure and Evolution of Galaxies by S. Phillipps
John Wiley & Sons,Ltd, 2005