All about stellar haloes!

Jenny Gonzalez has just published her first paper on stellar haloes of galaxies using the CIELO simulations. You can find the paper here:

Jenny presented the results at the DCC2024 workshop in Puerto Varas.

For non astrophysics, here is a summary:

English version:

Stellar halos are faint, extended structures surrounding galaxies, composed of stars with unique chemical and dynamical properties. Though often overlooked compared to the brighter cores of galaxies, stellar halos hold crucial clues about the history and formation of galaxies. This paper uses advanced cosmological simulations from the CIELO project to investigate how stellar halos form and evolve, focusing on 28 galaxies spanning a wide range of masses.

What Are Stellar Halos?

Stellar halos are made up of stars that typically formed early in the universe and were later captured or formed within a galaxy's gravitational pull. They serve as "fossil records," preserving details about the processes that built the galaxy, such as mergers with smaller galaxies and the accretion of gas. Unlike the brighter regions of galaxies, stellar halos are less affected by ongoing star formation, making them ideal for studying the past.

What Did This Study Find?

Using high-resolution simulations, the researchers explored how stellar halos vary across galaxies of different sizes and environments. They found that the mass and chemical composition of stellar halos depend on the number and size of satellite galaxies that merged with the host galaxy over time. Large stellar halos formed through the contributions of multiple, massive satellites, while smaller halos formed from fewer, smaller satellites earlier in cosmic history.

The results highlight a strong correlation between stellar halo mass, metallicity, and alpha-element enrichment. High-mass stellar halos require contributions from multiple satellites, while low-mass halos form earlier from fewer, smaller satellites. These findings provide new insights into the chemo-dynamical assembly of stellar halos across diverse galactic environments.

Spanish version:

Los halos estelares son estructuras tenues y extendidas que rodean las galaxias, compuestas por estrellas con propiedades químicas y dinámicas únicas. Aunque a menudo se pasan por alto en comparación con los núcleos más brillantes de las galaxias, los halos estelares contienen pistas cruciales sobre la historia y formación de las galaxias. Este artículo utiliza simulaciones cosmológicas avanzadas del proyecto CIELO para investigar cómo se forman y evolucionan los halos estelares, enfocándose en 28 galaxias que abarcan un amplio rango de masas.

¿Qué son los halos estelares?

Los halos estelares están formados por estrellas que, típicamente, se formaron en las primeras etapas del universo y que posteriormente fueron capturadas o formadas dentro del tirón gravitacional de una galaxia. Funcionan como "registros fósiles", preservando detalles sobre los procesos que construyeron la galaxia, como fusiones con galaxias más pequeñas y la acreción de gas. A diferencia de las regiones más brillantes de las galaxias, los halos estelares están menos afectados por la formación estelar continua, lo que los convierte en ideales para estudiar el pasado.

¿Qué encontró este estudio?

Usando simulaciones de alta resolución, los investigadores exploraron cómo varían los halos estelares entre galaxias de diferentes tamaños y entornos. Descubrieron que la masa y la composición química de los halos estelares dependen del número y tamaño de las galaxias satélite que se fusionaron con la galaxia anfitriona a lo largo del tiempo. Los halos estelares grandes se formaron a través de las contribuciones de múltiples satélites masivos, mientras que los halos más pequeños se formaron a partir de menos satélites, más pequeños y en etapas más tempranas de la historia cósmica.

Los resultados destacan una fuerte correlación entre la masa del halo estelar, la metalicidad y el enriquecimiento en elementos alfa. Los halos estelares de gran masa requieren contribuciones de múltiples satélites, mientras que los halos de baja masa se forman más temprano con menos satélites más pequeños. Estos hallazgos proporcionan nuevas perspectivas sobre la formación quimiodinámica de los halos estelares en diversos entornos galácticos.