The star formation activity from the centers to the outskirts in intermediate redshift clusters
Sternentstehung in Galaxienhaufen mittlerer Rotverschiebung vom Zentrum bis zum Rand
by Miguel Anibal Verdugo Olivares
Date of Examination:2008-03-27
Date of issue:2008-06-12
Advisor:Prof. Dr. Bodo Ziegler
Referee:Prof. Dr. Bodo Ziegler
Referee:Prof. Dr. Wolfram Kollatschny
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
In the local universe, the relative fractions of galaxy types differs in galaxy clusters in comparison to the field. Observations at higher redshift provide evidence that cluster galaxies evolve with lookback time. This could be due either to the late assembly of clusters, which is predicted by current theories of structure formation, or to cluster-specific interaction processes that transform galaxies during their infall. This thesis describes a panoramic spectroscopic campaign focused in six galaxy clusters at intermediate redshifts, with the objective of examining the star-formation activity - a key galaxy parameter - out to large clustercentric distances and, therefore, to provide new insights in the mechanisms responsible of the different galaxy composition of clusters. For that, more than 500 low-resolution spectra were obtained with MOSCA at the 3.5m telescope at Calar Alto Observatory (Spain). The general decline in star-formation activity observed for galaxies inside nearby clusters is also seen in the distant universe. A global suppression of star-formation is detected in the outskirts of clusters, where cluster-specific phenomena are not supposed to be efficient. Galaxies with ongoing star-formation have similar activity, regardless of the environment. Therefore, the decline of the star-formation activity inside the investigated clusters is driven mainly by the significant change in the fraction of active versus passive populations. This suggests that the suppression of the star-formation activity occurs on short timescales. Therefore, as suggested by other studies, group preprocessing may play an important role in transforming galaxies before they enter into the cluster environment. Since models predict that a significant fraction of galaxies observed in the outskirts may have already transversed through the cluster center and intracluster media, the effects of ram-pressure stripping cannot, however, be neglected; this is, in addition, true because ram-pressure stripping may even be effective, under certain conditions, inside group environments.
Keywords: Galaxy evolution; cluster of galaxies
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Im lokalen Universum unterscheiden sich die relativen Anteile verschiedener Galaxientypen in Galaxienhaufen im Vergleich zum Feld. Beobachtungen bei höheren Rotverschiebungen zeigen eine Entwicklung der Haufen mit der Zeit. Der Grund dafür kann entweder in der Entstehungsgeschichte der Haufen liegen, wie sie von modernen Theorien der Strukturbildung vorhergesagt werden, oder in den Wechselwirkungsprozessen, die speziell in Haufen einfallende Galaxien transformieren. Die vorliegende Doktorarbeit beschreibt eine grossangelegte spektroskopische Beobachtungskampagne von sechs Galaxienhaufen bei mittleren Rotverschiebungen mit dem Ziel, die Sternentstehungsaktivität von Galaxien zu untersuchen, die sich über den ganzen Haufen hinweg bis zur Feldregion verteilen, wodurch neue Erkenntnisse über die Mechanismen erlangt werden, die möglicherweise für die unterschiedliche Zusammensetzung der Galaxientypen verantwortlich sind. Der Datensatz umfasst mehr als 500 Spektren, aufgenommen mit MOSCA am 3,5m-Teleskop des Calar Alto Observatoriums in Spanien. Die allgemein beobachtete Verringerung der Sternentstehungsaktivität in Galaxien in nahen Haufen tritt auch im entfernten Universum zutage. Die Unterdrückung der Sternentstehung ist auch in den äusseren Bereichen der Haufen zu sehen, wo haufenspezifische Phänomene eigentlich ineffizient sein sollen. Andererseits ist die Aktivität in den Galaxien mit tatsächlich andauernder Sternentstehung überall gleich, unabhängig von der Umgebung. Deshalb wird die Unterdrückung der Sternentstehungsaktivität in den untersuchten Haufen dadurch erklärt, dass aktive Galaxien ziemlich rasch auf kleinen Zeitskalen in passive Galaxien umgewandelt werden. Dies deutet, wie andere Studien auch, darauf hin, dass Galaxien in kleinen Gruppen schon Transformationsprozesse durchmachen, bevor sie gemeinsam in einen Haufen einfallen. Andererseits gibt es Modelle, in denen viele Galaxien, die im Aussenbereich anzutreffen sind, vorher schon einmal das Haufenzentrum mit dem darin vorherrschenden Plasma durchquert haben. Deshalb kann es sein, dass solche Galaxien doch schon einen effizienten Staudruck erfahren haben, der ihr Scheibengas und damit die Quelle der Sternentstehung entfernt hat. Darüber hinaus können Staudruckphänomene unter bestimmten Bedingungen auch in Galaxiengruppen schon wichtig sein.
Schlagwörter: Galaxienentwicklung; Galaxienhaufen