The cumulative mass profile of the Milky Way with incomplete data: globular clusters, variables stars and dwarf galaxies

Abstract

The mass of our Galaxy is a fundamental property, serving as a gateway to understanding the characteristics of our Milky Way (MW) and other galaxies. However, the process of mass estimation is not without its challenges. The high uncertainty value and the complexity of deriving different parameters are primarily due to the lack of complete kinematic information on the tracers. Our goal in this thesis is to study the sensitivity of the Galactic Model Estimator (GME), which uses the distribution function method (DF) to study the sensitivity of the total mass of the Galaxy respect to different parameters using tracers such as globular clusters (GCs), dwarf galaxies (DGs), RR Lyrae (RRL), BHB stars and K giants. Through a series of tests, MW mass estimation results show an evident dependence on the complete kinematic information of the tracers, especially in GCs and RRLs ( 87.2%). Compared with other studies, MW mass shows an overestimation when poor-quantity DGs are used as tracers. Mass overestimation of the Milky Way can be the result of the missing proper motions leading to an underestimation of the total kinetic energy of the system: the underestimated kinetic energy inflates the inferred gravitational potential of the Milky Way, and hence its total mass at a respective Galactic radius. In the future, we anticipate the arrival of new surveys that will provide us with data on tracers with better precision and more complete kinematical data. These advancements hold the promise of significantly improving our understanding of the mass of our Galaxy.

La masa de nuestra galaxia es una propiedad fundamental que sirve como puerta de entrada para comprender las caracter´ısticas de nuestra V´ıa Lactea (MW) y otras galaxias. Sin embargo, ´ el proceso de estimacion masiva no est ´ a exento de desaf ´ ´ıos. El alto valor de incertidumbre y la complejidad de derivar diferentes parametros se deben principalmente a la falta de informaci ´ on´ cinematica completa en los trazadores. ´ Nuestro objetivo en esta tesis es estudiar la sensibilidad del Estimador del Modelo Galactico ´ (GME), que utiliza el metodo de la funci ´ on de distribuci ´ on (DF) para estudiar la sensibilidad de la ´ masa total de la Galaxia respecto a diferentes parametros utilizando trazadores como los c ´ umulos ´ globulares ( GC), galaxias enanas (DG), RR Lyrae (RRL), estrellas BHB y gigantes K. A traves de una serie de pruebas, los resultados de la estimaci ´ on de masa MW muestran una depen- ´ dencia evidente de la informacion cinem ´ atica completa de los trazadores, especialmente en GC y ´ RRL (∼ 87,2%). En comparacion con otros estudios, la masa de MW muestra una sobreestimaci ´ on´ cuando se utilizan como trazadores una cantidad deficiente de DG. La sobreestimacion de la masa de la V ´ ´ıa Lactea puede ser el resultado de la falta de movimien- ´ tos propios que conducen a una subestimacion de la energ ´ ´ıa cinetica total del sistema: la energ ´ ´ıa cinetica subestimada infla el potencial gravitacional inferido de la V ´ ´ıa Lactea y, por tanto, su masa ´ total en una respectiva Radio galactico. ´ En el futuro, anticipamos la llegada de nuevos estudios que nos proporcionaran datos sobre trazadores ´ con mayor precision y datos cinem ´ aticos m ´ as completos. Estos avances prometen mejorar signi- ´ ficativamente nuestra comprension de la masa de nuestra galaxia.