Context: Galaxy clusters are the largest virialized structures in the observable Universe. Knowledge of their properties provides many useful astrophysical and cosmological information. Aim: Our aim is to derive the luminosity and stellar mass profiles of the nearby galaxy clusters of the Omega-WINGS survey, to study the main scaling relations valid for such systems and to compare them with those valid for early-type galaxies (ETGs). Methods: We merged data from the WINGS and Omega-WINGS databases, sorted the sources according to the distance from the brightest cluster galaxy (BCG), and calculated the integrated luminosity profiles in the B and V bands, taking into account extinction, photometric and spatial completeness, K correction, and background contribution. Then, by exploiting the spectroscopic sample we derived the stellar mass profiles of the clusters. Results: We obtained the luminosity profiles of 46 galaxy clusters, reaching the virial radius in 30 cases, and the stellar mass profiles of 42 of our objects. We successfully fitted all the integrated luminosity growth profiles with one or two embedded Sérsic components, deriving the main clusters parameters. We checked the main scaling relation among the clusters parameters in comparison with those obtained for a selected sample of ETGs of the same clusters. Conclusions: We found that the nearby galaxy clusters are non-homologous structures such as ETGs and exhibit a color-magnitude (CM) red-sequence relation very similar to that observed for galaxies in clusters. These properties are not expected in the current cluster formation scenarios. In particular the existence of a CM relation for clusters, shown here for the first time, suggests that the baryonic structures grow and evolve in a similar way at all scales. We also provided an explanation of the properties of the fundamental plane relation of both clusters and ETGs in terms of a fine-tuning between the time-averaged star formation rate and the structural and dynamical characteristics of the system. Finally, we showed that the light profiles of clusters mirrors, in at least half cases, the light profile of the corresponding BCGs.

Contesto: Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture virializzate dell’Universo osservabile e comprenderne le proprietà può fornire molte informazioni utili sia in ambito astrofisico che cosmologico. Scopo: Lo scopo del nostro lavoro è di derivare i profili di luminosità e massa per un campione di ammassi di galassie dell’Universo locale tratti dalla survey Omega-WINGS, di studiarne le principali relazioni di scala e di compararle con quelle valide per le galassie “early-type” (ETG). Metodo: Abbiamo unito i dati delle survey WINGS e Omega-WINGS, ordinato le sorgenti in funzione della loro distanza dalla galassia d’ammasso più brillante (BCG) e calcolato i profili di luminosità integrata nelle bande B e V, tenendo conto di estinzione, completezza spaziale e fotometrica, correzione K e sorgenti di campo. Infine, sfruttando il campione spettroscopico, abbiamo derivato i profili di massa stellare degli ammassi. Risultati: Abbiamo ottenuto i profili di luminosità di 46 ammassi di galassie, raggiungendo il raggio viriale in 30 casi, e i profili di massa di 42 di questi. Successivamente, abbiamo interpolato tutti i profili di luminosità con una o due componenti di Sérsic innestate l’una dentro l’altra, e abbiamo così derivato i parametri degli ammassi. Questi parametri sono stati usati per ottenere delle relazioni da paragonare a quelle valide per un campione di ETG degli ammassi stessi. Conclusioni: Abbiamo scoperto che gli ammassi di galassie analizzati sono strutture non omologhe (come le ETG) e che mostrano una sequenza di oggetti rossi nel diagramma colore-magnitudine (CM) molto simile a quella delle galassie d’ammasso. Queste proprietà non sono attese dal corrente scenario di formazione delle strutture cosmiche. In particolare, l’esistenza di una relazione CM per gli ammassi, identificata qua per la prima volta, suggerisce che le strutture di materia barionica crescano ed evolvano in maniera analoga a tutte le scale. Abbiamo inoltre fornito una spiegazione alle proprietà del piano fondamentale delle ETG e degli ammassi in termini di taratura fine tra il tasso di formazione stellare medio e le caratteristiche strutturali e dinamiche del sistema. Infine, abbiamo mostrato come in almeno metà dei casi il profilo di luminosità dell’ammasso rispecchi quello della rispettiva BCG.

The mass assembly in galaxies and clusters: a new perspective from the luminosity profiles / Cariddi, Stefano. - (2018 Jan 12).

The mass assembly in galaxies and clusters: a new perspective from the luminosity profiles

Cariddi, Stefano
2018

Abstract

Contesto: Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture virializzate dell’Universo osservabile e comprenderne le proprietà può fornire molte informazioni utili sia in ambito astrofisico che cosmologico. Scopo: Lo scopo del nostro lavoro è di derivare i profili di luminosità e massa per un campione di ammassi di galassie dell’Universo locale tratti dalla survey Omega-WINGS, di studiarne le principali relazioni di scala e di compararle con quelle valide per le galassie “early-type” (ETG). Metodo: Abbiamo unito i dati delle survey WINGS e Omega-WINGS, ordinato le sorgenti in funzione della loro distanza dalla galassia d’ammasso più brillante (BCG) e calcolato i profili di luminosità integrata nelle bande B e V, tenendo conto di estinzione, completezza spaziale e fotometrica, correzione K e sorgenti di campo. Infine, sfruttando il campione spettroscopico, abbiamo derivato i profili di massa stellare degli ammassi. Risultati: Abbiamo ottenuto i profili di luminosità di 46 ammassi di galassie, raggiungendo il raggio viriale in 30 casi, e i profili di massa di 42 di questi. Successivamente, abbiamo interpolato tutti i profili di luminosità con una o due componenti di Sérsic innestate l’una dentro l’altra, e abbiamo così derivato i parametri degli ammassi. Questi parametri sono stati usati per ottenere delle relazioni da paragonare a quelle valide per un campione di ETG degli ammassi stessi. Conclusioni: Abbiamo scoperto che gli ammassi di galassie analizzati sono strutture non omologhe (come le ETG) e che mostrano una sequenza di oggetti rossi nel diagramma colore-magnitudine (CM) molto simile a quella delle galassie d’ammasso. Queste proprietà non sono attese dal corrente scenario di formazione delle strutture cosmiche. In particolare, l’esistenza di una relazione CM per gli ammassi, identificata qua per la prima volta, suggerisce che le strutture di materia barionica crescano ed evolvano in maniera analoga a tutte le scale. Abbiamo inoltre fornito una spiegazione alle proprietà del piano fondamentale delle ETG e degli ammassi in termini di taratura fine tra il tasso di formazione stellare medio e le caratteristiche strutturali e dinamiche del sistema. Infine, abbiamo mostrato come in almeno metà dei casi il profilo di luminosità dell’ammasso rispecchi quello della rispettiva BCG.
12-gen-2018
Context: Galaxy clusters are the largest virialized structures in the observable Universe. Knowledge of their properties provides many useful astrophysical and cosmological information. Aim: Our aim is to derive the luminosity and stellar mass profiles of the nearby galaxy clusters of the Omega-WINGS survey, to study the main scaling relations valid for such systems and to compare them with those valid for early-type galaxies (ETGs). Methods: We merged data from the WINGS and Omega-WINGS databases, sorted the sources according to the distance from the brightest cluster galaxy (BCG), and calculated the integrated luminosity profiles in the B and V bands, taking into account extinction, photometric and spatial completeness, K correction, and background contribution. Then, by exploiting the spectroscopic sample we derived the stellar mass profiles of the clusters. Results: We obtained the luminosity profiles of 46 galaxy clusters, reaching the virial radius in 30 cases, and the stellar mass profiles of 42 of our objects. We successfully fitted all the integrated luminosity growth profiles with one or two embedded Sérsic components, deriving the main clusters parameters. We checked the main scaling relation among the clusters parameters in comparison with those obtained for a selected sample of ETGs of the same clusters. Conclusions: We found that the nearby galaxy clusters are non-homologous structures such as ETGs and exhibit a color-magnitude (CM) red-sequence relation very similar to that observed for galaxies in clusters. These properties are not expected in the current cluster formation scenarios. In particular the existence of a CM relation for clusters, shown here for the first time, suggests that the baryonic structures grow and evolve in a similar way at all scales. We also provided an explanation of the properties of the fundamental plane relation of both clusters and ETGs in terms of a fine-tuning between the time-averaged star formation rate and the structural and dynamical characteristics of the system. Finally, we showed that the light profiles of clusters mirrors, in at least half cases, the light profile of the corresponding BCGs.
Galaxy clusters Early-type galaxies Galaxies ETGs Photometry Photometric decomposition Fundamental plane FP Color-magnitude diagram Color-magnitude relation CMD Red sequence Homology Non-homology Brightest cluster galaxies BCGs Ammassi di galassie Galassie Fotometria Decomposizione fotometrica Piano fondamentale Relazione colore-magnitudine Diagramma colore-magnitudine Sequenza rossa Omologia Non omologia
The mass assembly in galaxies and clusters: a new perspective from the luminosity profiles / Cariddi, Stefano. - (2018 Jan 12).
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