Analysis of the early stages in the formation of massive galaxies with JWST and HST data

Abstract

The most massive galaxies in the nearby Universe are generally quiescent and present relativelyold stellar populations. Understanding the origins of these massive galaxies, such as the MilkyWay and even more massive systems, and how they formed their stars is a primary objective inastrophysics. The reason for this is that these galaxies hold very valuable information to unravelthe mysteries of cosmic evolution and the processes that govern how galaxies form and evolve.Constraining the epoch in which these galaxies emerged and analyzing the early stages of thestellar mass assembly in their likely progenitors at higher redshifts would represent an importantstep forward in our comprehension of the complex process of galaxy formation and evolution. Thisthesis presents a comprehensive study which combines cutting-edge observational capabilities witha sophisticated analysis technique to investigate the first stages in the formation and stellar massassembly of massive progenitors at 1 < 𝑧 < 4 of these galaxies. This work not only addresses thequestion of when they began to form their stellar populations but also compares the results withpredictions of current cosmological simulations to explore its potential limitations and revisionsrequired in their cosmological and/or galaxy formation models...Las galaxias más masivas del Universo cercano suelen no mostrar formación estelar actualmente y presentan poblaciones estelares relativamente viejas. Entender los orígenes de estas galaxias masivas, tales como la Vía Láctea y sistemas aún más masivos y cómo formaron sus estrellas es un objetivo primordial de la astrofísica. La razón es que estas galaxias contienen información muy valiosa de carácter cosmológico y sobre los procesos que rigen cómo se forman y evolucionan las galaxias. Restringir la época en la que surgieron estas galaxias y analizar las primeras etapas de ensamblaje de la masa estelar en sus progenitores a mayores desplazamientos al rojo representaría un importante paso adelante en nuestra comprensión del complejo proceso de formación y evolución de las galaxias. Esta tesis presenta un estudio exhaustivo que combina capacidades observacionales de vanguardia con una sofisticada técnica de análisis para investigar las primeras etapas en la formación y ensamblaje de masa estelar de progenitores masivos a 1 < 𝑧 < 4 de estas galaxias. Este trabajo no sólo aborda la cuestión de cuándo comenzaron a formar sus poblaciones estelares, sino que también compara los resultados con las predicciones de las simulaciones cosmológicas actuales para explorar sus posibles limitaciones y las revisiones necesarias de los modelos cosmológicos y/o de formación de galaxias...