Exploring Galaxy Evolution in the Virgo Cluster

• Název práce v češtině: Výzkum vývoje galaxií v kupě galaxií v Panně
• Název v anglickém jazyce: Exploring Galaxy Evolution in the Virgo Cluster
• Klíčová slova: dalekohled Arecibo|galaxie|kupa Virgo|neutrální vodík
• Klíčová slova anglicky: Arecibo telescope|galaxies|Virgo Cluster|neutral hydrogen
• Akademický rok vypsání: 2022/2023
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Astronomický ústav UK (32-AUUK)
• Vedoucí / školitel: Rhys Taylor, Dr.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 18.11.2022
• Datum zadání: 30.11.2022
• Datum potvrzení stud. oddělením: 03.11.2023
• Datum a čas obhajoby: 12.06.2024 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 02.05.2024
• Datum odevzdání tištěné podoby: 02.05.2024
• Datum proběhlé obhajoby: 12.06.2024
• Oponenti: doc. Mgr. Michal Švanda, Ph.D.

Zásady pro vypracování

- Generate a catalogue of HI detections within part of the Virgo Cluster, using two data cubes from Arecibo as part of the WAVES project, using visual and automatic source-finding techniques
- Quantitatively measure the major parameters of the HI detections : position, systemic velocity, total flux, and line width
- Cross-correlate the detections with multi-wavelength data, especially optical data from the SDSS, to both provide supplementary information on the stellar content of the corresponding galaxies and also search for objects which lack optical counterparts. Quantify the MHI/L ratio and HI deficiency for detected galaxies
- Construct renzograms of each HI detection to search for HI streams which may indicate interactions and other environmental processes at work
- Assess the influence of the Virgo Cluster on the galaxies present by reference to their gas content, comparing with earlier surveys of the cluster as a whole and selected areas, as well as with theoretical models of the expected degree of ram pressure stripping

Seznam odborné literatury

Taylor R., Davies J. I., Auld R., Minchin R., 2012, MNRAS, 423, 787, The Arecibo Galaxy Environment Survey - V. The Virgo cluster (I)
Taylor R., Davies J. I., Auld R., Minchin R., Smith R., 2013, MNRAS, 428, 459, The Arecibo Galaxy Environment Survey - VI. The Virgo cluster (II)
Taylor R., et al., 2020, AJ, 159, 218, Faint and Fading Tails: The Fate of Stripped H I Gas in Virgo Cluster Galaxies
Koppen J., Jachym P., Taylor R., Palous J., 2018, MNRAS, 479, 4367, Ram pressure stripping made easy: an analytical approach
Minchin R., et al., 2019, AJ, 158, 121, The Widefield Arecibo Virgo Extragalactic Survey. I. New Structures in the ALFALFA Virgo 7 Cloud Complex and an Extended Tail on NGC 4522
Taylor R., 2015, A&C, 13, 67, FRELLED: A realtime volumetric data viewer for astronomers
Giovanelli R., et al., 2007, AJ, 133, 2569, The Arecibo Legacy Fast ALFA Survey. III. H I Source Catalog of the Northern Virgo Cluster Region
Kent B. R., et al., 2007, ApJ, 665, 15, Optically Unseen H I Detections toward the Virgo Cluster Detected in the Arecibo Legacy Fast ALFA Survey
Kent B. R., et al., 2008, AJ, 136, 713, The Arecibo Legacy Fast Alfa Survey. VI. Second HI Source Catalog of the Virgo Cluster Region
Kent B. R., et al., 2009, ApJ, 691, 1595, The Arecibo Legacy Fast ALFA Survey. VII. A Neutral Hydrogen Cloud Complex in the Virgo Cluster

Předběžná náplň práce

Tato práce využívá data z přehlídky Widefield Arecibo Virgo Environment Survey (WAVES), která byla jedním z posledních velkých projektů radioteleskopu Arecibo před jeho kolapsem. Pozorování neutrálního atomárního vodíku (označovaného jako HI) v galaxiích, poskytuje důležité informace jednak o tvorbě hvězd v nich a jednak o tom, jak okolní prostředí ovlivňuje jejich vývoj. Gravitační interakce galaxie s okolím jsou snadněji detekovatelné pomocí HI, protože neutrální vodík je ke galaxii méně gravitačně vázán než hvězdný disk. V rámci práce vytvoříme katalog HI objektů dvou sousedních polí o celkové ploše 20 čtverečních stupňů. Použijeme pokročilé vizualizační nástroje k vyhledávání rozšířených, asymetrických HI objektů, které jsou charakteristické pro galaxie interagující s okolním plynem. Dále budou porovnáním HI pozorování s optickými daty hledány objekty bez optických protějšků. Osm takových objektů již bylo nalezeno v podobné starší přehlídce AGES (Arecibo Galaxy Environment Survey) stejné kupy galaxií, a lze tedy očekávat, že zdvojnásobením velikosti oblasti dojde ke zdvojnásobení počtu známých opticky temných oblaků. Tato vylepšená statistika nám umožní jejich srovnání s modely, které byly navrženy k vysvětlení těchto neobvyklých objektů. Dále nám umožní porovnat pozorovaný obsah plynu v galaxiích s teoretickými modely odstraňování plynu z galaxií v kupách.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

This project takes advantage of the Widefield Arecibo Virgo Environment Survey (WAVES), one of the last major HI projects undertaken at Arecibo prior to its collapse. HI, neutral atomic hydrogen, provides important information both on how gas undergoes star formation and how the environment influences galaxy evolution, with signatures of gravitational interactions being more easily detectable using the HI as it is less tightly bound to the galaxy than the stellar disc. Using two adjacent survey fields totalling 20 square degrees, a catalogue of the HI detections will be provided. Advanced visualisation tools will be used to search for extended, asymmetrical HI features that are characteristic of galaxy interactions, and by correlating the HI with the optical data, a search will be performed for objects without optical counterparts. Eight such features were already detected in the earlier AGES (Arecibo Galaxy Environment Survey) examination of Virgo, and by doubling the survey size in this region, we may double the sample size of the number of optically dark clouds. The improved statistics will allow us to compare them with various models that have been proposed to explain these unusual objects, as well as examining how the gas content of galaxies compares with theoretical models of gas removal known to be occurring in the cluster.