Galactic Evolution Model with Random Infall

Galáxias são consideradas os faróis que iluminam as regiões mais distantes do Universo, sendo portanto as peças fundamentais que compõem o nosso universo observável. Compreender como galáxias de diversas morfologias se formam e evoluem é essencial se quisermos realizar cosmologia de precisão. No entanto, sua formação ainda é um processo um tanto quanto enigmático. Modelos cosmológicos modernos parecem bem sucedidos em explicar as maiores estruturas do Universo. No entanto, ainda falta uma imagem completa de como as galáxias são capazes de formar suas estrelas da maneira como as vemos e sua evolução através do tempo cósmico. Nessa dissertação aperfeiçoamos o modelo semi-analítico de evolução química de galáxias elípticas desenvolvido por Idiart et al. (2007), de modo a considerar eventos de infall aleatório no tempo, como feito atualmente na maior parte das simulações cosmológicas de N corpos, desconsiderando o vento galáctico como fonte de gás quente observado ao redor de galáxias elípticas. O modelo considera a acreção de gás frio e pobre em metais, oriundo dos filamentos galácticos, na formação de galáxias, para uma avaliação mais clara do impacto dos modelos de infall aleatório na sua evolução. Futuramente consideraremos um modelo de infall de gás quente e frio, para que possamos explicar também a presença de gás quente ao redor das galáxias elípticas. Para a execução foi utilizado o software livre R e os resultados foram testados e comparados com o modelo de infall exponencial de Idiart et al. (2007) e com dados observados. Os resultados mostram que um modelo de infall aleatório não é, por si mesmo, suficiente para explicar os dados observados de galáxias elípticas, pois podem apresentar idades médias de população estelar muito inferiores ao observado atualmente. Consequentemente foram propostos modelos de infall aleatório cuja acreção da maior parte do gás ocorre após poucos bilhões de anos do começo da formação da galáxia, de modo que os modelos de evolução química gerassem resultados compatíveis com os dados observados.Galaxies are considered lighthouses that light up most far regions of the universe, and therefore can be seen as fundamental parts of the observable universe. Understand how galaxies of different morphologies form and evolve is essential if we want to do precision cosmology. However, their formation is still an enigmatic process. Modern cosmological models seem to be well successful to explain the biggest structures in the universe. However, a complete image about how galaxies form their stars as we see and its evolution in time is still missing. In this dissertation we improve the chemical evolution model of elliptical galaxies developed by Idiart et al. (2007), so we can consider random infall in time, as currently made in most of the N-body cosmological simulations, not considering the galactic wind as the source of hot gas around elliptical galaxies. The model considers a metal-poor cold gas accretion, coming from galactic filaments, for a clearer assessment of the impact of random infall models on their evolution. Further, we will consider a mixed hot and cold gas infall to explain the presence of hot gas around elliptical galaxies. The execution was made using the free software R, and the results were tested and compared with the exponential infall model from Idiart et al. (2007) and observational data. Results show that a simple random infall model is not enough to explain observational data from elliptical galaxies, since they may present average ages of the stellar population much lower than observed. In consequence, random infall models were proposed, for which accretion of most of the gas occurs after a few billion years from the beginning of the formation of the galaxy, so that chemical evolution models generate results compatible with the observed data