Estudo do extremo mais brilhante da função de luminosidade de galáxias com redshift z ∼ 4 − 7 : uma busca por sistemas de lentes gravitacionais

• Autor(a) principal: Guimarães, Evellyn Natalee da Cruz
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/236385
• topic: Astrofísica; Galáxias; Lentes gravitacionais; Astrophysics; Extragalactic; High-redshift galaxies; Lyman-break galaxies; Brightend; Luminosity function; Gravitational lensing

O estudo de galáxias em alto redshift permite sondar o ambiente do Universo jovem e entender o surgimento e evolução de suas estruturas. Neste contexto, o uso de lentes gravitacionais funciona como facilitador na detecção e estudo destas galáxias distantes que dificilmente seriam observadas com a tecnologia atual. Outra importante ferramenta que funciona como um indicador estatístico de galáxias no Universo jovem é função de luminosidade, que fornece a densidade numérica de uma classe de objetos em um determinado volume e com uma determinada luminosidade. Estudos recentes têm apontado que há uma superabundância de galáxias com alto redshift (z ≥ 3) no extremo mais brilhante (MUV ≤ −22.5) das funções de luminosidade no referencial de repouso do ultravioleta (LF UV) observadas. Neste trabalho, para investigar estes excessos encontrados, estudamos o extremo mais brilhante de LFs UV de galáxias do tipo Lyman Break (Lyman Break Galaxy - LBG) com redshift z ∼ 4 − 7 do catálogo GOLDRUSH IV de Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (HSC SSP). Dividimos este trabalho em duas etapas. Na primeira utilizamos as LFs UV galácticas de z ∼ 4 − 7 determinadas em Harikane et al. (2021) e Bouwens et al. (2021) para ajustar três formas funcionais utilizadas para descrever as LFs: o modelo Schechter, o modelo Schechter Lenteado e o modelo com uma lei de potência dupla (Double Power Law - DPL). Com base nestes ajustes, confirmamos que há uma quantidade de galáxias no extremo mais brilhante das LFs UV que excede o corte exponencial previsto pela forma Schechter padrão. Verificamos ainda que, apesar de a forma Schechter Lenteada ajustar, dentro das incertezas, as LFs em z ∼ 5 − 7, ela não confere um bom ajuste em z ∼ 4, sendo o modelo DPL aquele que melhor descreve os dados observados. Todos os parâmetros de melhor ajuste encontrados estão de acordo com resultados obtidos na literatura. Na segunda etapa deste trabalho, investigamos se a magnificação por lenteamento gravitacional pode justificar os excessos encontrados nas LFs UV observadas. Aqui, optamos por analisar esta contribuição em z ∼ 4, pois neste redshift, o excesso observado de galáxias brilhantes foi mais pronunciado, há maior quantidade de dados observados e as imagens possuem melhor qualidade para inspeção visual. Com base nas cores e separação angular das galáxias detectadas em z ∼ 4, selecionamos no catálogo GOLDRUSH IV 610 grupos de detecções candidatos à configurações de lenteamento gravitacional, dos quais 51 foram classificados como possíveis sistemas de lentes gravitacionais. Verificamos que a quantidade encontrada de galáxias possivelmente magnificadas, ainda que de algum modo pudesse contribuir, não seria suficiente para explicar os excessos encontrados no extremo mais brilhante das funções de luminosidade observadas em z ∼ 4. Para os outros redshifts, no entanto, análises posteriores são necessárias para verificar esta hipótese.