Titolo della tesi: Stellar Streams for Galactic and Cosmic Archaeology: when gravity meets complexity
La missione astrometrica Gaia ha reso possibili studi su larga scala delle stelle e delle sottostrutture della Galassia. Circa 160 ammassi globulari (GC) della Via Lattea, ciascuno contenente da centinaia di migliaia a milioni di stelle, possono oggi essere caratterizzati tramite distanze, moti propri, velocità radiali, masse e dimensioni accurati. Nel frattempo, il numero degli streams stellari (i.e., corrente/flussi stellari) noti è cresciuto da circa 60 all’inizio di questa tesi a oltre 120 oggi. Poiché gli streams tracciano le orbite dei loro progenitori, costituiscono eccellenti sonde del potenziale gravitazionale della Via Lattea e delle perturbazioni dovute alla materia oscura. In questo lavoro abbiamo studiato il sistema formato da streams stellari e ammassi globulari galattici, sviluppando il codice open-source tstrippy, che modella lo stripping mareale delle stelle di un ammasso tramite il problema ristretto dei tre corpi. Con questo approccio abbiamo ottenuto le prime previsioni globali della distribuzione dei detriti mareali di tutti i GC della Galassia. Le simulazioni sono rese pubblicamente disponibili e già utilizzate dalla comunità. In uno studio successivo abbiamo analizzato in dettaglio lo stream di Palomar 5 includendo l’effetto gravitazionale degli altri GC: abbiamo dimostrato che incontri ravvicinati possono generare gaps (vuoti/divari) e quantificato la frequenza di tali perturbazioni, mostrando che devono essere considerate per evitare falsi positivi nella ricerca di subaloni di materia oscura. Inoltre, abbiamo evidenziato che la compresenza di popolazioni stellari perse in epoche diverse all’interno dello stesso stream riduce la persistenza dei gaps, diminuendo così la sensibilità dei streams alle perturbazioni esterne. In conclusione, questo lavoro stabilisce la distribuzione attesa dei streams mareali provenienti dagli ammassi globulari galattici e quantifica il tasso con cui essi perturbano Palomar 5. Fornisce inoltre una base per distinguere le origini delle perturbazioni nei streams dovute alla dinamica e all’evoluzione interna degli ammassi globulari e per vincolare il potenziale gravitazionale della Via Lattea, sia nella componente visibile sia in quella oscura.