Estudo da Função de Luminosidade de Galáxias

Abstract

A dissertação aqui apresentada se trata de um Review, onde propomos um estudo geralsobre a função de luminosidade de galáxias. Um trabalho deste tipo foi realizado primeiramente por Binggeli, Sandage e Tammann (1988), que apresentaram uma larga discussão sobre esta ferramenta destacando sua utilidade, importância, métodos e seu comportamento de acordo com o ambiente ou a morfologia da galáxia. Neste mesmo contexto procuramos destacar na construção deste Review, as publicações que originaram as discussões sobre a função de luminosidade seguindo uma ordem cronológica para cada mudança que ocorreu em sua determinação e sua forma, dando destaque também para as publicações atuais, que apresentam a forma e o comportamento da função de luminosidade de acordo com a morfologia, cor e ambiente. Dentre os modelos propostos ao longo da historia da função de luminosidade, a expressão analítica mais aceita para descrever a sua forma foi proposta por Schechter (1976), onde a função oferecia ajuste para os dois lados da função; o lado das galáxias brilhantes (bright end) e o lado da galáxias fracas (faint end) com um parâmetro que indica a inclinação deste lado fraco (_) e outro que indica a mudança de comportamento da função entre os dois lados dfinido como magnitude característica (M_). Embora o modelo proposto seja largamente usado, ele não é perfeito e alguns pesquisadores modificam a expressão introduzindo novos parâmetros para melhorar seus ajustes aos dados levantados por eles. Com a finalidade de apresentar um novo modelo de ajuste para a função de luminosidade, Alcaniz e Lima (2004) e Balaguera- Antol__nez et al. (2011) propõem em trabalhos distintos a nova expressão analítica só com lei de potência para descrever os dois lados da função de luminosidade com um novo parâmetro adimensional (_) usado para melhorar o ajuste no bright end. Além da melhor expressão analítica para representar a forma, também se buscava a cofirmação de um modelo universal para a função de luminosidade, ou seja, um modelo que contemplasse o ajuste de todas as características, como tipos morfológicos, cor, distribuição espectral, etc., contudo, Binggeli, Sandage e Tammann (1988) já afirmavam em seu trabalho que a função de luminosidade apresentava dependências e, portanto, tinha formas diferentes. Dentre as mais discutidas na literatura estão a dependência na morfologia (Elípticas, Lenticulares e Espirais) e na cor das galáxias, no ambiente (galáxias de campo, aglomerados de galáxias e galáxias de campo) e no redshift. Neste Review é apresentada uma avaliação da nova expressão analítica proposta, afim de observar seu comportamento e comparar os nossos resultados com aqueles que foram obtidos com a função de Schechter (1976) nas literaturas consultadas. A função de Alcaniz e Lima (2004) e Balaguera-Antolinez et al. (2011) não foi aplicada de maneira ampla em relação a todas as dependências da função de luminosidade, devido a disponibilidade de dados públicos, dessa forma, observamos que a nova expressão analítica não oferece um ajuste à função de luminosidade que se mostre diferente do comportamento descrito pela função de Schechter (1976), onde o parâmetro adimensional apresenta valores aproximadamente iguais a 1, valor este que recupera o mesmo comportamento da função de Schechter (1976).

ABSTRACT:

The dissertation presented here is a Review, where we propose a general study on the luminosity function of galaxies. A work of this type was first carried out by Binggeli, Sandage and Tammann (1988), who presented a long discussion about this tool highlighting its usefulness, importance, methods and its behavior according to the environment or the morphology of the galaxy. In this same context, we tried to highlight in the construction of this Review, the publications that originated discussions on the luminosity function following a chronological order for each change that occurred in its determination and shape, also highlighting the current publications, which present the shape and behavior of the luminosity function according to morphology, color and environment. Among the models proposed throughout the history of the luminosity function, the most accepted analytical expression to describe its form was proposed by Schechter (1976), where the function offered adjustment for both sides of the function; the side of the bright galaxies (bright end) and the side of the faint galaxies (faint end) with a parameter that indicates the inclination of this weak side (_) and another that indicates the change in behavior of the function between the two sides defined as characteristic magnitude (M_). Although the proposed model is widely used, it is not perfect and some researchers modify the expression introducing new parameters to improve their adjustments to the data collected by them. For the purpose of presenting a new adjustment model for the luminosity function, Alcaniz and Lima (2004) and Balaguera- Antol__nez et al. (2011) propose in different works the new analytical expression with only power law to describe the two sides of the luminosity function with a new dimensionless parameter (_) used to improve the adjustment in the bright end. beyond the best analytic expression to represent the form, the confirmation of a universal model for the luminosity function was also sought, that is, a model that contemplated the adjustment of all characteristics, such as morphological types, color, spectral distribution, etc., however, Binggeli, Sandage and Tammann (1988) already stated in their work that the luminosity function had dependencies and, therefore, had different forms. Among the most discussed in the literature are the dependence on morphology (Elliptics, Lenticulars and Spirals) and on the color of galaxies, on the environment (field galaxies, clusters of galaxies and field galaxies) and on redshift. This Review presents an evaluation of the proposed new analytical expression, in order to observe its behavior and compare our results with those obtained with the Schechter (1976) function in the consulted literature. The Alcaniz function and Lima (2004) and Balaguera-Antolinez et al. (2011) was not broadly applied in relation to all dependencies of the luminosity function, due to the availability of public data, thus, we observed that the new analytical expression does not offer an adjustment to the luminosity function that appears to be different from the behavior described by the function of Schechter (1976), where the dimensionless parameter presents values approximately equal to 1, a value that recovers the same behavior of the function of Schechter (1976).