Stellar populations and ionized gas in central spherical galaxies

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqCentral galaxies of dark matter massive halos, usually of spheroidal morphology, have distinct physical properties of non-central spheroidal galaxies with comparable mass. Several studies suggest that, because they are in a privileged halo location, such objects are subject to evolutionary processes distinct from those that operate in non-central galaxies. Such mechanisms, however, are misunderstood, particularly as regards their impact on the development of central galaxies baryonic (gas and star) content. In this work, we investigate the physical characteristics of a sample of central galaxies extracted from the SPIDER catalog in function of both the halo mass and the stellar mass of the galaxy, in order to obtain information that allows us to set up a plausible scenario for the formation and evolution of these galaxies. In order to obtain information about the stellar populations of the studied galaxies, we combine the optical spectra of the SDSS survey in halo mass bins and velocity dispersion and use the STARLIGHT code. The reliability of the results was tested by comparing them with samples of mock spectra with different characteristics. To identify the presence of ionized gas, we measured the equivalent width of Ha by Gaussian fits. We find that the extinction AV , the equivalent width of Ha and the contribution of a power law increase as the halo mass increases and the velocity dispersion of the central galaxy decreases. Mean stellar ages have opposite behavior, becoming lower in these same regimes. Mean stellar metallicity is higher as halo mass and velocity dispersion increase. These relationships, however, are quite sensitive to the basis used in the synthesis of stellar populations. The dependence of the equivalent width of Ha with the masses of the galaxy and the halo is, together with the extinction AV , well described by a scenario in which cold gas deposition in a central galaxy is regulated by competition between feedback of the nuclear activity of the central galaxy and the cooling of the intracluster gas, assuming the Bondi accretion model. Thus, ICM gas cooling must be necessary to describe the stellar formation history of a central galaxy. However, given the low equivalent widths of Ha observed, this mechanism is possibly not dominant.Galáxias centrais de halos massivos de matéria escura, geralmente de morfologia esferoidal, apresentam propriedades físicas distintas de galáxias esferoidais não centrais com massa comparável. Diversos estudos sugerem que, por estarem em um local privilegiado do halo, tais objetos estão sujeitos a processos evolutivos distintos daqueles que atuam em galáxias não centrais. Tais mecanismos, no entanto, são pouco conhecidos, em particular quanto ao seu impacto no desenvolvimento do conteúdo bariônico (gás e estrelas) das galáxias centrais. Neste trabalho, investigamos as características físicas de uma amostra de galáxias centrais extraídas do catálogo SPIDER em função tanto da massa do halo quanto da massa estelar da galáxia, a fim de obter informações que permitam montar um cenário plausível para a formação e evolução dessas galáxias. Para obter informações das populações estelares das galáxias estudadas, combinamos os espectros óticos do levantamento SDSS em bins de massa do halo e dispersão de velocidades e utilizamos o código STARLIGHT. A confiabilidade dos resultados foi testada confrontando-os com amostras de espectros simulados com diferentes características. Para identificar a presença de gás ionizado, medimos a largura equivalente da linha Ha por ajuste de gaussianas. Encontramos que a extinção AV , a largura equivalente de Ha e a contribuição de uma lei de potência aumentam conforme aumenta a massa do halo e diminui a dispersão de velocidades da galáxia central. As idades estelares médias apresentam comportamento oposto, se tornando mais baixas nesses mesmos regimes. Já a metalicidade estelar média é maior quanto maior for a massa do halo e a dispersão de velocidades. Essas relações, no entanto, são bastante sensíveis à base utilizada na síntese de populações estelares. A dependência da largura equivalente de Ha com as massas da galáxia e do halo é, juntamente com a extinção AV , bem descrita por um cenário no qual o depósito de gás frio em uma galáxia central é regulado pela competição entre feedback da atividade nuclear da galáxia central e o resfriamento do gás intra-aglomerado, assumindo-se o modelo de acreção de Bondi. Dessa forma, o resfriamento do gás do ICM deve ser necessário pra descrever o histórico de formação estelar de uma central. Porém, dadas as baixas larguras equivalentes de Ha observadas, esse mecanismo possivelmente não é dominante