Evolution of galaxies in clusters [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Gabriella De Lucia

De Lucia, Gasperetti Gabriella

Sujets

• Astronomie

Informations

• Publié par: ludwig-maximilians-universitat_munchen
• Publié le: 01 janvier 2004
• Nombre de lectures: 7
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 7 Mo

Extrait

Evolution of Galaxies in Clusters
Dissertation der Fakult˜at fur˜ Physik
der
Ludwig-Maximilians-Universit˜at Munc˜ hen
vorgelegt von Gabriella De Lucia
aus Avellino, Italien
Munc˜ hen, den 30. Januar 2004
1. Gutachter: Prof. Dr. Simon D. M. White
2.hter: Priv.-Doz. Dr. Roberto Saglia1. Gutachter: Prof. Dr. Simon D. M. White
2.hter: Priv.-Doz. Dr. Roberto Saglia
Tag der mundlic˜ hen Prufung:˜ 3. August 2004Ai miei genitoriContents
Zusammenfassung (Summary in German) 5
Summary 9
1 Thesis objectives and framework 11
1.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2 Historical context and thesis objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3 Formation and evolution of the structure in the Universe . . . . . . . . 17
1.3.1 The homogeneous Universe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.3.2 Dark matter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.3.3 The linear growth of perturbation . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.3.4 Object formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4 N{body simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.5 The physics of galaxy formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.6 Observational results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.6.1 Cluster components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.6.2 surveys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.6.3 Galaxy evolution in clusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2 Substructures in Cold Dark Matter Haloes 39
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2 N{body simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.3 Identiflcation of dark matter substructures . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.4 The subhalo mass function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.5 The most massive substructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.6 The radial distribution of subhalos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.7 Subhalo histories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.7.1 Constructing merging trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.7.2 Mass accretion history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.7.3 Merging histories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.8 Summary and discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3 The physics of galaxy formation and evolution 71
1Contents
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.2 The simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.3 Tracking Galaxies in N{body Simulations . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.4 The physical processes governing galaxy evolution . . . . . . . . . . . 76
3.4.1 Gas cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.4.2 Star formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.4.3 Feedback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.4.4 Galaxy mergers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.4.5 Spectro{photometric evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.5 Dust extinction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.5.1 Metal routes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.6 Model normalisation and in uence of the parameters . . . . . . . . . . 87
3.7 Comparison with local observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.8 Cluster Mass{to{Light ratio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.9 Morphological and colour distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.10 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4 The chemical enrichment of the intra{cluster and intergalactic medium 105
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
4.2 The simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.3 The galaxy stellar population . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.4 Chemical enrichment of the ICM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.5 Observational tests for difierent feedback schemes . . . . . . . . . . . . 117
4.5.1 The hot gas fraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.5.2 The chemical budget . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
4.6 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
5 EDisCS cluster structure 127
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5.2 Selection of cluster candidates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
5.3 Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
5.4 A subset of the complete sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
5.5 Cluster membership . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
5.5.1 Photometric redshift estimates . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
5.5.2 Isolating cluster members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
5.6 Dynamical analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
5.6.1 Cluster velocity dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
5.6.2 3D{substructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
5.7 Cluster structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
5.7.1 The radial proflles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
5.7.2 Adaptive kernel maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
2Contents
5.8 The cluster simulations set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
5.9 Simulating the observation of a simulated cluster . . . . . . . . . . . . 158
5.10 Models & Observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.11 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
6 The build{up of the CM sequence at redshift» 0.8 167
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
6.2 The data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
6.3 Cluster membership . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
6.4 The colour{magnitude relation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
6.5 The truncation of the red sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
6.6 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
7 Concluding remarks 187
7.1 Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
7.2 Future prospects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
References 191
3Contents
4