Históricamente, los mapas celestes han sido la principal fuente de datos astronómicos, utilizados para explorar y comprender el Universo. Este trabajo está dedicado al estudio de uno de ellos, Lockman-SpReSO, un seguimiento espectroscópico óptico cartográfico de fuentes seleccionadas por su emisión infrarroja, a partir de observaciones previas con el Telescopio Espacial Herschel. Las observaciones del cartografiado se llevaron a cabo utilizando el instrumento OSIRIS instalado al Gran Telescopio de Canarias.
En particular, el trabajo de investigación desarrollado en esta tesis se ha centrado en determinar las propiedades ópticas de las galaxias infrarrojas. Para ello se han obtenido medidas como la tasa de formación estelar (SFR, por sus siglas en inglés), la metalicidad del gas, la extinción del polvo interestelar, la masa estelar (M*) y la luminosidad infrarroja total (LTIR). Estas propiedades se han comparado con las obtenidas para muestras de galaxias no seleccionadas por su emisión infrarroja para comprobar posibles similitudes o diferencias entre ambos casos.
Durante esta tesis, se ha llevado a cabo la reducción completa desde cero de los datos de Lockman-SpReSO. Esto supuso un proceso complejo y delicado que requirió múltiples iteraciones y de el diseño de procedimientos específicos, como el realizado para la sustracción de la emisión del cielo en los espectros. A su vez, se elaboró el catálogo al completo del cartografiado, incluyendo toda la información disponible sobre los objetos del proyecto en la bibliografía. La siguiente etapa del proceso consistió en el análisis de los espectros, con el objetivo de detectar y medir las líneas espectrales y determinar el desplazamiento al rojo espectroscópico de los objetos. Además, a partir del desplazamiento al rojo y de todos los datos fotométricos recopilados en el catálogo, se realizaron ajustes a las distribuciones de energía espectral, de los que se derivaron parámetros como la M* o la LTIR.
Posteriormente, se seleccionó una muestra de galaxias con formación estelar (SFGs, por sus siglas en inglés) a partir del los objetos del catálogo de Lockman-SpReSO. Además, se analizaron en detalle las líneas espectrales medidas para corregir la extinción producida por el polvo interestelar y se utilizaron para determinar la SFR y la metalicidad de las SFG. En este punto, la investigación se centró en el análisis de las relaciones globales mostradas por las SFGs. Por un lado, se estudió la secuencia principal de las SFGs, donde se analizó conjuntamente la M* y la SFR. Esto mostró que las SFGs del catálogo poblaban la región de galaxias con intensos estallidos de formación estelar. También se estudió la relación entre la M* y la metalicidad de las galaxias. Esto demostró que la muestra de SFGs seleccionada por la emisión infrarroja tendía a presentar metalicidades más bajas de lo esperado a partir de su M* y desplazamiento al rojo. Por último, se analizó la relación en el espacio tridimensional formado por la M*, la SFR y la metalicidad. Se comprobó que las SFG están bien representadas por las calibraciones existentes de esta relación tridimensional, apoyando así la idea de la universalidad de la relación.
Además, la tesis aborda el estudio de los flujos de material observados en una pequeña fracción de los objetos del catálogo. Este material puede ser expulsado de la galaxia por eventos como estallidos de formación estelar, muertes estelares por supernovas o núcleos galácticos activos, o puede ser capturado por la galaxia debido a su potencial gravitatorio. El análisis de las líneas de absorción en el rango ultravioleta, como la líneas de MgII y FeII, permite investigar las correlaciones entre la velocidad del viento y la anchura equivalente de las líneas con las propiedades de la galaxia anfitriona, incluyendo la M*, la SFR y la tasa específica de formación estelar.