Modelos tridimensionales axialmente simétricos para la distribución de masa en la componente discoidal de galaxias espirales

Abstract

Muchos de los modelos construidos para la distribución de masa en galaxias han considerado que ésta se encuentra confinada a lo largo de un plano. Por lo tanto, es muy importante construir modelos tridimensionales que den cuenta de la distribución tridimensional de masa, logrando así aproximarse más a las galaxias reales que hacen parte de nuestro Universo observable. En nuestro trabajo se construirán modelos tridimensionales axialmente simétricos para la distribución de masa en galaxias, en el marco de la teoría de la gravitación de Newton. Los modelos se obtendrán a partir de la expansión multipolar del potencial gravitacional en función de los polinomios de Legendre, y utilizando la solución de la ecuación de Poisson se hallará la densidad de masa. Seguidamente se encontrarán cantidades de interés físico como la velocidad circular, la frecuencia epicíclica y la frecuencia vertical. Una vez obtenidas, se procederán a imponer restricciones sobre los parámetros y constantes con el fin de garantizar que la distribución de masa sea una función monótonamente decreciente en la coordenada radial y en la coordenada z, además que la velocidad circular y las frecuencias sean cantidades positivas. Con los valores de los parámetros y constantes ya definidos se podrán determinar los valores de las cantidades físicas ya mencionadas y se realizará un análisis gráfico donde se compararán de manera cualitativa las curvas de rotación arrojadas por nuestros modelos con los datos observacionales de las curvas de rotación de una galaxia real y se estudiarán las curvas de las frecuencias vs el radio de la galaxia con el fin de que los modelos sean estables.