Galaxy Evolution in Clusters

• Main Author: Ruggiero, Rafael
• Other Authors: Lima Neto, Gastao Cesar Bierrenbach
• Format: Others
• Language: en
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2018
• Subjects: Aglomerados de galáxias; Evolução de galáxias; Formação estelar; Galaxies; Galaxy clusters; Galaxy evolution; Galaxy interaction; Interações de galáxias; Interstellar medium; Meio interestelar; Numerical simulations; Simulações numéricas; Star formation
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14131/tde-14022019-140755/

In this thesis, we aim to further elucidate the phenomenon of galaxy evolution in the environment of galaxy clusters using the methodology of numerical simulations. For that, we have developed hydrodynamic models in which idealized gas-rich galaxies move within the ICM of idealized galaxy clusters, allowing us to probe in a detailed and controlled manner their evolution in this extreme environment. The main code used in our simulations is RAMSES, and our results concern the changes in gas composition, star formation rate, luminosity and color of infalling galaxies. Additionally to processes taking place inside the galaxies themselves, we have also described the dynamics of the gas that is stripped from those galaxies with unprecedented resolution for simulations of this nature (122 pc in a box including an entire 1e14 Msun cluster), finding that clumps of molecular gas are formed within the tails of ram pressure stripped galaxies, which proceed to live in isolation within the ICM of a galaxy cluster for up to 300 Myr. Those molecular clumps possibly represent a new class of objects; similar objects have been observed in both galaxy clusters and groups, but no comprehensive description of them has been given until now. We additionally create a hydrodynamic model for the A901/2 multi-cluster system, and correlate the gas conditions in this model to the locations of a sample of candidate jellyfish galaxies in the system; this has allowed us to infer a possible mechanism for the generation of jellyfish morphologies in galaxy cluster collisions in general. === Nesta tese, nós visamos a contribuir para o entendimento do fenômeno da evolução de galáxias no ambiente de aglomerados de galáxias usando a metodologia de simulações numéricas. Para isso, desenvolvemos modelos hidrodinâmicos nos quais galáxias idealizadas ricas em gás movem-se em meio ao gás difuso de aglomerados de galáxias idealizados, permitindo um estudo detalhado e controlado da evolução destas galáxias neste ambiente extremo. O principal código usado em nossas simulações é o RAMSES, e nossos resultados tratam das mudanças em composição do gás, taxa de formação estelar, luminosidade e cor de galáxias caindo em aglomerados. Adicionalmente a processos acontecendo dentro das próprias galáxias, nós também descrevemos a dinâmica do gás que é varrido dessas galáxias com resolução sem precedentes para simulações dessa natureza (122 pc em uma caixa incluindo um aglomerado de 1e14 Msun inteiro), encontrando que aglomerados de gás molecular são formados nas caudas de galáxias que passaram por varrimento de gás por pressão de arraste, aglomerados estes que procedem a viver em isolamento em meio ao gás difuso de um aglomerado de galáxias por até 300 Myr. Esses aglomerados moleculares possivelmente representam uma nova classe de objetos; objetos similares foram previamente observados tanto em aglomerados quanto em grupos de galáxias, mas um tratamento compreensivo deles não foi apresentado até agora. Nós adicionalmente criamos um modelo hidrodinâmico para o sistema multi-aglomerado A901/2, e correlacionamos as condições do gás nesse modelo com a localização de uma amostra de galáxias jellyfish nesse sistema; isso nos permitiu inferir um possível mecanismo para a geração de morfologias jellyfish em colisões de aglomerados de galáxias em geral.