La formación estelar es uno de los fenómenos menos entendidos y una de las grandes preguntas abiertas en astronomía. La formación estelar radica en el centro de una serie de procesos que controla la evolución cósmica, a pesar de que esta información es crítica en casa aspecto de la evolución de galaxias, es un fenómeno muy poco entendido. De hecho, algunas de las grandes preguntas en el proceso de formación estelar aún siguen abiertas: i) No se entiende completamente cuales son los procesos dominantes que controlan la tasa en la que el gas es convertido en estrellas; ii) cuál es la distribución de masas de las estrellas resultantes o función inicial de masa (IMF, por sus siglas en inglés) y cómo esto afecta a la evolución de las galaxias. La universalidad de la función inicial de masa es un tema en debate. De hecho, el proceso de formación estelar en galaxias puede ser afectado fuertemente por eyecciones y acreción de gas dentro de la galaxia, el medio circundante en las galaxias, e interacciones entre galaxias. Este proyecto es motivado por como procesos internos (cambios en la IMF) y mecanismos externos (acreciones y eyecciones de gas) afectan o controlan la evolución de galaxias. A continuación listo las principales preguntas a responder a lo largo de este proyecto PAPIIT: P1. Como se ve afectada la evolución de galaxias por eyecciones o acreciones de gas. P2. Como afecta el medio ambiente a la evolución y propiedades de galaxias P3. Por que algunas galaxias convierten su gas en estrellas mas rápido que otras. Con la llegada de grandes cartografiados de galaxias en diferentes longitudes de onda, esta es la primera vez en la historia que tenemos toda la información necesaria para entender detalladamente la formación estelar en galaxias. En este proyecto usaré cartografiados en diferentes longitudes de onda, tales como SDSS y GAMA en óptico, y ALFALFA en radio (descritos en la sección 3). Este proyecto conjunta esfuerzos de expertos en el área de países como México, Australia y Chile. La participación del grupo GAMA es clave para el desarrollo de este proyecto, especialmente del Prof. Andrew Hopkins, del "Australian Astronomical Observatory", y co-PI del cartografiado GAMA. Adicionalmente, la Dra. Leticia Carigi, la Dra. Liliana Hernández, y el Dr. Vladimir Ávila, del Instituto de Astronomía - UNAM, serán pieza clave en la elaboración de modelos numéricos necesarios en este proyecto. Finalmente, dado que este proyecto hace uso de grandes bases de datos, este proyecto contará con la participación de la Prof. Susana Eyheramendy, del departamento de Astro-estadística de la Pontífica Universidad Católica de Chile.

¡No sabemos cuales son los principales mecanismos responsables en la evolución de galaxias! Esta pregunta evoca tanto procesos internos (IMF, proceso de reciclaje de gas) y externos (eyecciones y acreciones de gas) en galaxias. Décadas de observaciones han proporcionado una gran variedad de enfoques tanto empíricos como teóricos. Sin embargo, aún es tema de debate cuales son los principales mecanismos responsables de la evolución de galaxias. Para abordar este problema desde un punto de vista observacional, necesitamos información de la tasa de formación estelar actual y de la metalicidad en las galaxias. Con la llegada de grandes cartografiados estamos en una situación privilegiada para medir estas cantidades para un gran número de galaxias. Sin embargo, una de las variables clave en el proceso de reciclaje del gas, y un elemento primario en la evolución de galaxias es el gas neutro (o HI). El HI es una medida directa del combustible disponible en galaxias para formar estrellas. La conexión entre HI y metalicidad apenas se ha comenzado a explorar utilizando datos en radio (e.g., Catinella et al. 2010). Más aún, el vínculo entre la metallicidad, HI, el medio ambiente, la SFR, y el polvo en galaxias aún no ha sido estudiado. Esta información mejoraría modelos de enriquecimiento químico en galaxias, y abriría una nueva área de investigación. Con la llegada de grandes cartografiados esta es la primera vez en la historia que los astrónomos tienen todas las herramientas necesarias para explorar como evolucionan las galaxias con una muestra estadísticamente significativa. El poder de los grandes cartografiados de galaxias radica en que se tiene una muestra completa de galaxias, por ejemplo, galaxias de diferentes tamaños, colores, edades, masas estelares, morfologías, luminosidades, metalicidades, cantidad de gas, etc. con cada una de estas galaxias en un medio ambiente particular. Este proyecto hará uso de 3 grandes cartografiados: -El cartografiado “Galaxy And Mass Assembly” (GAMA, Driver et al. 2011), es un cartografiado espectroscópico en longitudes de onda ópticas. En su primera fase (GAMA-I) cuenta con más de 300,000 galaxias. Los datos espectroscópicos de GAMA se toman desde el telescopio “Anglo-Australian Telescope (AAT)” de 3.9m. GAMA es un gran consorcio que esta conectado con múltiples cartografiados en diferentes longitudes de onda. GAMA ha producido catálogos de SFR (Gunawardhana et al. 2011), masas estelares (Taylor et al. 2011), metalicidades (Lara-López et al. 2013), y de grupos, pares y cúmulos de galaxias (Robotham et al. 201l), entre otros. La Dra. Lara-López, investigadora principal de este proyecto, es miembro de GAMA desde el 2010 y tiene acceso a todas estas bases de datos. -Este proyecto también hará uso del cartografiado “Sloan Digital Sky Survey – Data Release 7” (SDSS-DR7). Los datos del cartografiado SDSS fueron tomados con el telescopio de 2.5m en el observatorio “Apache Point” (Gunn et al. 2006). El SDSS-DR7 contiene espectros de 1.6 x 10^6 objetos, incluyendo 929,555 galaxias que cubren un área de 9,380 deg^2, información extra puede encontrarse en Stoughton et al. (2002). Los datos del SDSS son públicos a la comunidad científica. La Dra. Lara-López tiene una basta experiencia usando esta base de datos, ya que realizó su tesis de doctorado con ellos. -Adicionalmente, el gas neutro (HI) de las galaxias puede detectarse mediante la linea de 21cm mediante observaciones en radio. Solamente en los últimos años hemos contado con cartografiados extragalácticos capaces de observar esta línea. Uno de los más recientes y más grandes cartografiados en HI es el “Arecibo Legacy Fast Arecibo L-band Feed Array” (ALFALFA, Haynes et al. 2011). El cartografiado ALFALFA traslapa con los campos de GAMA y SDSS, haciendo posible el desarrollo de un análisis en multifrecuencias para miles de galaxias. A pesar de que existen grandes cartografiados en longitudes de onda ópticas (GAMA y SDSS), y en radio (ALFALFA), aún no hay estudios en multifrecuencia que tenga por objetivo combinar toda esta información. Es tiempo de ir un paso mas allá y combinar la información de todos estos cartografiados con el fin de generar una imagen completa de como las galaxias evolucionan y procesan su gas, así como explorar e identificar los principales mecanismos responsables de la evolución de galaxias. Con el fin de abordar este problema, este proyecto propone usar el poder estadístico y multifrecuencia de los cartografiados SDSS, GAMA y ALFALFA. Esta será la primera vez que se usará conjuntamente información en varias longitudes de onda para miles de galaxias con el fin de identificar los mecanismos responsables en la evolución de galaxias. El vínculo entre todas estas propiedades abrirá una nueva área de espacios de parámetros nunca antes explorada.