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The research I have carried out and am carrying out at present covers a wide range of topics, many of which deserve further studies. So, here is a list of possible projects for the future. Interested in any of these? Send me an email or drop by my office!

Estudios de infall de gas frio en modelos semianaliticos

En colaboracion con Yuval Birnboim (Harvard) y Sofia Cora (La Plata) se estudiara el efecto en la evolucion de galaxias producido por el infall de gas frio a traves de filamentos de densidad media. Yuval es uno de los que primero predijeron la existencia de estos filamentos en simulaciones hidrodinamicas de gas. Se cree que esto ayudaria a formar galaxias de alta masa a alto redshift, y esto solo se puede comprobar utilizando un modelo de formacion de galaxias que considere de una forma completa el background cosmologico, con un seguimiento apropiado del momento angular del gas. Ver Birnboim, Dekel y Neistein (2007) y Benson y Bower (2010, arXiv:1004.1162).

Simulaciones del LSST para proyectos de evolucion de galaxias.

El telescopio LSST estara integramente dedicado a surveys, por lo que nuestra participacion consiste en formar parte de las colaboraciones que haran uso de grandes relevamientos de galaxias, incluyendo variabilidad. Este proyecto consiste en utilizar nuestro modelo cosmologico de formacion de galaxias para simular estos surveys, para estudiar hasta que punto se podran realizar mediciones de alta precision de: tasas de mergers de galaxias, efectos de ambiente en la actividad de nucleo de galaxias (AGN), el origen de las variaciones de las propiedades de galaxias con el ambiente, entre otros. Ver el Science Book del LSST (Abell et al. 2009, arXiv:0912.0201).

Aniquilacion de materia oscura como fuente de energia para galaxias.

Un hecho observacional muy bien fundado es que mientras mas masiva es una galaxia, mas tiempo ha pasado desde que formo la mayoria de sus estrellas. Por lo tanto, hay una fuente de energia que impide el enfriamiento de gas hacia el centro de las galaxias mas grandes. Un candidato es el feedback de AGN (Lagos et al., 2008, 2009), pero no es el unico. Una posibilidad es el estudio de la energia liberada por la auto-aniquilacion de WIMPS en las regiones cercanas al Hoyo Negro Central. Ver Natarayan, Croton y Bertone (2008), Galli et al. (2009).

Modelos de formacion y evolucion de Voids en simulaciones numericas.

Utilizando el ensamble de simulaciones numericas del supercomputador del DAA, se estudiara la evolucion de las propiedades de voids con un detalle jamas alcanzado hasta la fecha. Se seguira la evolucion de la densidad numerica de voids, de estadisticas de su distribucion espacial, de sus perfiles de densidad, y tambien como la poblacion de galaxias va respondiendo al desarrollo de estas estructuras. Ver Padilla et al. (2005), Ceccarelli et al. (2006, 2008)

Ensamble de simulaciones cosmologicas para estudios de estructura a gran escala del Universo.

Las simulaciones numericas del Universo solo describen porciones limitadas de volumen, y ciertos objetos cuya abundancia es muy baja son dificiles de encontrar en numeros adecuados para estudios estadisticos. Este proyecto busca simular vastos volumenes que sumados equivalgan a un volumen de Hubble usando el nuevo supercomputador del DAA. Esto facilitara estudios de deteccion de oscilaciones de bariones en catalogos de grandes volumenes del universo, al igual que de cumulos masivos de galaxias, de voids y de filamentos. Ver Padilla et al. (2005), Angulo et al. (2008), Lagos, Cora y Padilla (2008).

Extension espacial de la influencia de grupos y cumulos de galaxias en el SDSS.

Este proyecto estudiara variacion de la funcion de luminosidad en funcion de la distancia de las galaxias a los centros de grupos identificados en el SDSS. Este tproyecto continua el avance de una serie de trabajos (Gonzalez, Padilla, Galaz e Infante, 2005, Gonzalez y Padilla, 2009, Padilla, Lambas y Gonzalez, 2009), y extendera los resultados con una muestra mayor y a galaxias en distintos estados de evolucion como AGNs y galaxias en grupos, lo que tambien permitira llegar a conclusiones mas firmes obtenidas a partir de los datos observacionales.

r_0 -d_c relation from power spectrum models.

This is an on-going project in collaboration with Carlton Baugh, Vincent Eke, Shaun Cole and Carlos Frenk, where we compare the observed r_0-d_c relation measured using the 2PIGG (the 2dFGRS percolation inferred galaxy groups) with the theoretical predictions from CDM, taking into account the effect of peculiar velocities.

Power spectrum of galaxy clusters.

Even though clusters are less numerous than galaxies, the statistics based on their data have a very high signal (Gaztanaga, Croft & Dalton 1995, MNRAS, 276, 336). Also, their masses can be measured with a reasonable degree of certainty which allows a measure of their relative bias with respect to mass (Mo & White 1996, MNRAS, 282, 347) and their cooler velocity field should induce a smaller correlation anisotropy than is the case for galaxies (Padilla et al. 2001, ApJ, 554, 853). Up to this point, comparisons of observed cluster power spectra (obtained from the Fourier transform of 3-dimensional position data) with CDM models were in poor agreement (Tadros, Efstathiou & Dalton 1998, MNRAS, 296, 995). Since it was not clear how much of this disagreement was real or due to systematic effects in the power spectrum estimation technique it could be interesting to develop new inversion techniques to obtain a reliable cluster power spectrum from reliable surveys.

The power spectrum of galactic systems.

In Padilla & Baugh (2002, MNRAS, 329, 431), we extended the theoretical predictions for the clustering of haloes made by Colberg et al. (2000, MNRAS, 319, 209) into redshift space and found that the shape of the power spectrum of clusters is essentially the same as that of the underlying mass, once redshift errors have been considered. In addition, the results obtained from the 100K release by my collaborators and I (Zandivarez, Merchan & Padilla, 2003, MNRAS, 344, 247) for the cluster P(k) are encouraging. At the moment I am involved in a project in collaboration with the 2dFGRS team, which takes advantage of the gain in accuracy of P(k) in going to the full 2dF group catalogue. Measuring P(k) for groups of different mass will constrain the shape of the mass power spectrum. Comparing these measurements to the galaxy power spectrum will provide constraints on the relative bias and therefore upon the underlying cosmological model.

A further extension of this project is the use of ongoing deep photometric surveys such as UKIDDS, Combo17 or K20. These surveys will have the advantage of providing large amounts of objects with a photometric estimate of their redshifts, and therefore can be separated into sub-samples consisting of slices at different redshifts. A variant of the inversion algorithm applied in Padilla & Baugh (2003, MNRAS, 343, 796) can be applied to each of these sub-samples, and obtain a Power spectrum of galaxy clustering as a function of redshift, constraining further the underlying cosmology and galaxy formation processes.

 
Contact Nelson Padilla at npadilla at astro puc cl
June, 2010.