El propósito de este trabajo de tesis es estudiar las propiedades de las galaxias en cúmulos. El objetivo es entender la influencia global de los cúmulos de galaxias sobre las galaxias y sus subsitemas, profundizando en el entendimiento de los procesos físicos que intervienen en la formación y evolución de las galaxias. A tal fin, es importante contar con muestras homogéneas de galaxias que permitan una correcta comparación entre los distintos tipos de galaxias y sus subsistemas.

Muestras

El más grande conjunto de datos fotométricos y espectroscópicos de galaxias es el Sloan Digital Sky Survey (SDSS). A través del mismo, se han abierto nuevos horizontes en el estudio de las propiedades de las galaxias en cúmulos. Existen varios catálogos de cúmulos basados en el SDSS, los cuales utilizan diferentes técnicas de identificación. En este trabajo de tesis, hemos elegido tres de estos catálogos con el fin de estudiar la dependencia de las propiedades de las galaxias con el medio y con las técnicas de identificación. Estos son el catalogo de Popesso et al. (2004) cuyos cúmulos son brillantes en rayos X, el catalogo de Bahcall et al. (2003) y el catalogo de Koester et al. (2007), cuyos cúmulos son identificados vía las propiedades de las galaxias. A partir de estos catálogos, hemos construido submuestras de cúmulos de galaxias, identificando los miembros en el SDSS espectroscópico. Para el estudio de los subsistemas bulbo y disco de galaxias, hemos obtenido los perfiles de luminosidad de las galaxias en 14 cúmulos de la muestra SARS. Ajustamos una ley de de Vaucouleurs a los sistemas esferoidales, una ley exponencial a los sistemas disco, y la ley de Sérsic a todas las galaxias de la muestra. Una de las influencias que ejercen los cúmulos sobre las galaxias proviene de las fuerzas tidales que el mismo ejerce sobre ellas, como también de las interacciones entre las mismas. Estas interacciones tidales se manifiestan en los subsitemas mas extendidos, tal como los discos de las galaxias y la población de cúmulos globulares. Para estudiar efectos tidales sobre estos últimos, hemos utilizado el ACS Virgo Cluster Survey. A partir de las imágenes de 21 galaxias de tipo tempranas, hemos construido un catalogo de cúmulos globulares, basándonos en su magnitud, color y elongación. Por otro lado, nuestros resultados observacionales se han comparado con los resultados obtenidos vía el modelo semianalítico de formación de galaxias. Consideramos una versión basada en las simulaciones Millennium, las cuales proporcionan las posiciones de las galaxias dentro de un halo mayor de materia oscura, permitiéndonos axial estudiar dependencias de las propiedades de las galaxias con parámetros globales de los cúmulos.

Resultados

Para las diferentes muestras de galaxias en cúmulos, estudiamos las relaciones de escala de los distintos tipos de galaxias y sus subsitemas, las cuales permiten restringir los modelos de formación de galaxias. Encontramos que las galaxias más brillantes de los cúmulos tienen bajo brillo superficial comparado con la población de tipo temprano de galaxias. La población tardía de galaxias son las que tienen mayor tamaño para una dada luminosidad, seguida de la población de BCGs. A través de las relaciones entre los parámetros fotométricos y dinámicos, encontramos que las BCGs se formarían a través de fusiones de galaxias en un proceso no disipativo. En cuanto a los parámetros de la ley de Sérsic, los mismos están fuertemente correlacionados, formando una familia uniparamétrica. Estudiamos las posibles dependencias de las propiedades de las galaxias con el medio a través de la masa virial y de la distancia normalizada al centro de los cúmulos. Para cúmulos de alta masa, nuestros estudios sugieren que las propiedades de las galaxias brillantes no parecen depender de la masa de los cúmulos. Interpretamos que una vez que un cúmulo ha alcanzando un cierto valor de masa, este no modificara la dependencia de las propiedades de las galaxias, aun cuando la masa siga aumentando por algún proceso físico. Por otro lado, las propiedades de las galaxias si dependen de la distancia normalizada al centro de los cúmulos. Encontramos que la propiedad mas predictiva con dicha distancia es el color g-r, similar a lo encontrado en galaxias de campo y en grupos de galaxias. Estudiamos posibles segregaciones de las diferentes propiedades de las galaxias en función de la distancia normalizada. Hay evidencias de segregación en la luminosidad del bulbo y del disco. Los discos que sobreviven en la región central de los cúmulos son compactos y con un alto brillo superficial. Además, encontramos evidencias marginales de que las interacciones de tipo tidal no solo afectan a los discos, sino también a la población de cúmulos globulares, siendo ambos subsistemas los mas extendidos en una galaxia. En general, las propiedades de las galaxias no parecen depender fuertemente de las técnicas de identificación, sin embargo, encontramos algunas diferencias entre las muestra de cúmulos seleccionados en rayos X y la muestra de cúmulos seleccionada en base a las propiedades de las galaxias. Hallamos que la fracción de galaxias de tipo temprano es mayor en cúmulos brillantes en rayos X. Una de las diferencias mas notables, es que los tamaños de las galaxias de los cúmulos brillantes en X, disminuyen hacia en centro de los cúmulos, tanto para la población de tipo temprano, como tipo tardío. Este fenómeno no esta presente en la muestra de cúmulos seleccionados en base a las propiedades de las galaxias. Interpretamos que los procesos físicos, presentes en ambas muestras de cúmulos, son más violentos para los cúmulos brillantes en X, afectando axial en mayor medida a las propiedades de las galaxias. Consideramos que tales procesos físicos pueden estar afectado mas a la población de galaxias tardías que a las galaxias tempranas, lo cual es también sustentado por los resultados encontrados para la muestra de cúmulos SARS. Nuestros resultados difieren si se consideran galaxias en proyección o galaxias con estimas de redshifts, haciendo notar la importancia de contar con muestras de galaxias miembros de cúmulos. Finalmente, hallamos efectos de segregación en las galaxias del modelo semianalítico, el cual incluye todos los mecanismos físicos propios de los cúmulos. Es posible axial concluir que mecanismos tales como estrangulación y fusión de galaxias son responsables en parte de la segregación morfológica y en luminosidad observadas en las galaxias.