Dynamical characterisation of the Magellanic Clouds with Gaia data and the KRATOS simulations

Abstract

[eng] Els Núvols de Magalhães són les galàxies més visibles a simple vista en el cel nocturn, ja que estan molt a prop de la nostra galàxia i són les més grans del seu entorn. A causa de la seva proximitat, el Gran i el Petit Núvol de Magalhães (LMC i SMC) proporcionen als astrònoms una finestra única per a l'estudi de les complexitats dels sistemes galàctics en interacció, gràcies a la gran quantitat de característiques observables en aquestes galàxies. Situada a una distància d'aproximadament 50 kpc, la peculiar LMC presenta un únic braç espiral i una barra estel·lar asimètrica. La SMC sempre s'ha considerat un satèl·lit de la LMC a causa de la seva proximitat. Es troba a uns 62 kpc de la Via Làctia i a una distància de 20-25 kpc de la LMC. La SMC és una galàxia irregular nana i rica en gas. Amb el llançament de la missió espacial Gaia el 2013, s'ha inaugurat una nova era en l'observació astronòmica, permetent l'estudi detallat de milers de milions d'estrelles. L'objectiu científic principal de Gaia és cartografiar i estudiar les estrelles de la Via Làctia. No obstant això, Gaia recull informació de totes les fonts de llum, la qual cosa inclou també les estrelles dels Núvols de Magalhães, així com asteroides, binàries no resoltes o quàsars. Un element destacat d'aquesta tesi és l'anàlisi cinemàtic del disc de la LMC utilitzant dades de Gaia, on es van obtenir mostres netes (eliminant la contaminació de la Via Làctia) i es van presentar els primers mapes i perfils de velocitat en 3D. Això va ajudar a definir noves restriccions sobre la velocitat de rotació de la barra. Seguint l'èxit del classificador per a la LMC, es va entrenar una altra xarxa neuronal per a separar també les estrelles de la SMC de la contaminació de la Via Làctia. No obstant això, l'estudi de la formació del sistema LMC-SMC no es pot dur a terme només amb observacions, ja que donen una imatge estàtica del procés. També és necessari fer servir simulacions numèriques, típicament centrades a recrear la distribució de gas i corrents estel·lars de l’halo i no en la cinemàtica interna dels Núvols. Aquesta tesi inclou la presentació de KRATOS, 28 simulacions de N-cossos (d'accés lliure) de galàxies tipus LMC i SMC, que possibiliten l'estudi de la formació de subestructures en el disc de la LMC després de la interacció amb la SMC, mitjançant la seva comparació amb les observacions

[cat] Els Núvols de Magalhães són les galàxies més visibles a simple vista en el cel nocturn, ja que estan molt a prop de la nostra galàxia i són les més grans del seu entorn. A causa de la seva proximitat, el Gran i el Petit Núvol de Magalhães (LMC i SMC) proporcionen als astrònoms una finestra única per a l'estudi de les complexitats dels sistemes galàctics en interacció, gràcies a la gran quantitat de característiques observables en aquestes galàxies. Situada a una distància d'aproximadament 50 kpc, la peculiar LMC presenta un únic braç espiral i una barra estel·lar asimètrica. La SMC sempre s'ha considerat un satèl·lit de la LMC a causa de la seva proximitat. Es troba a uns 62 kpc de la Via Làctia i a una distància de 20-25 kpc de la LMC. La SMC és una galàxia irregular nana i rica en gas. Amb el llançament de la missió espacial Gaia el 2013, s'ha inaugurat una nova era en l'observació astronòmica, permetent l'estudi detallat de milers de milions d'estrelles. L'objectiu científic principal de Gaia és cartografiar i estudiar les estrelles de la Via Làctia. No obstant això, Gaia recull informació de totes les fonts de llum, la qual cosa inclou també les estrelles dels Núvols de Magalhães, així com asteroides, binàries no resoltes o quàsars. Un element destacat d'aquesta tesi és l'anàlisi cinemàtic del disc de la LMC utilitzant dades de Gaia, on es van obtenir mostres netes (eliminant la contaminació de la Via Làctia) i es van presentar els primers mapes i perfils de velocitat en 3D. Això va ajudar a definir noves restriccions sobre la velocitat de rotació de la barra. Seguint l'èxit del classificador per a la LMC, es va entrenar una altra xarxa neuronal per a separar també les estrelles de la SMC de la contaminació de la Via Làctia. No obstant això, l'estudi de la formació del sistema LMC-SMC no es pot dur a terme només amb observacions, ja que donen una imatge estàtica del procés. També és necessari fer servir simulacions numèriques, típicament centrades a recrear la distribució de gas i corrents estel·lars de l’halo i no en la cinemàtica interna dels Núvols. Aquesta tesi inclou la presentació de KRATOS, 28 simulacions de N-cossos (d'accés lliure) de galàxies tipus LMC i SMC, que possibiliten l'estudi de la formació de subestructures en el disc de la LMC després de la interacció amb la SMC, mitjançant la seva comparació amb les observacions