Morpho-kinematics of star forming galaxies in the field of Abell 2163

Die vorliegende Masterarbeit untersucht sowohl die Kinematik der Galaxien mit Sternentstehung in verschiedenen Umgebungen als auch die Prägung der physikalischen Transformationsprozesse, die in der Kinematik und Morphologie beobachten werden können. Im Universum, Galaxien befinden sich in verschiedenen Umgebungen. Isolierte Galaxien haben reguläre Morphologie und Kinematik. Aber wenn das gravitationspotential durch Störungen beeinflusst wird, kann sich eines oder beides verändern. Galaxien in dichter Umgebung, wie zum Beispiel Mitglieder von massereichen Galaxiengruppen oder Galaxienhaufen, hingegen erfahren physikalischen Transformationsprozesse schneller auf Grund von Wechselwirkung mit der Umgebung. Wechselwirkende Galaxien wie Galaxienverschmelzung und Harassment können ihre Morphologie und Kinematik komplett verändern, während in Ram Pressure Stripping nur die Gas Komponente beeinflusst wird, ihre Morphologie jedoch gleich bleibt. Alle diese Prozesse sind abgedruckt in die Rotationskurve und Morphologie. Diese Masterarbeit wurde als Teil einer Kollaboration zwischen die Gruppe von Prof. Ziegler in Wien und Prof. Maurogordato in Toulouse gemacht und wurde auf spektroskopischen Beobachtungen basiert, die zwischen 2005 und 2011 mit VLT/VIMOS durchgefürt wurden. Strukturparameter wurden entweder aus meinem Bachelorarbeit (Menacho (2012)) genommen oder hier abgeleitet. Ein Ziel der Beobachtung war, die Effekte von Transformationsprozessen in Galaxien zu untersuchen, deshlab mehr als die Hälfte der Galaxien in der Sample zeigen Abweichungen in ihrer Kinematik und/oder Morphologie. Diese Arbeit beschäftigt sich speziell mit den Mitgliedern der Galaxienhaufen Abell 2163. Dabei wurden die abgeleiteten Parameter von Galaxien Mitgliedern und nicht Mitgliedern genau analysiert und verglichen. Nicht-Mitgliedern sind isolierte Galaxien, Mitgliedern von Galaxiengruppen und Wechselwirkende Galaxien. Das Galaxien-Sample besteht aus 53 Galaxien mit einer Rotverschiebung zwischen z=0.05 und z=0.4. Ihre stellare Masse variiert zwischen 10^9 und 10^11 . Die Balmer-linien Hα, Hβ und die verbotenen Emissionslinien [OIII] λ5007 wurden benutzt um die kinematische Information wie Rotationsgeschwindigkeit, dynamische Masse und die Form der Rotationskurve zu gewinnen. R-Band und K-Band Photometrie wurde für die morphologische Analyse benutzt. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden wie folgt zusammengefast: Die Hälfte der Galaxien in dem Sample sind Galaxienhaufen Mitglieder. Mehr als die Hälfte davon haben reguläre Rotationskurven. Von der Gruppe der nicht-Mitgliedern, nur ein Drittel sind im Gleichgewicht. 23 Galaxien haben insgesamt reguläre Rotationskurven. Davon haben nur 19 haben photometrische Information und wurden für die Tully-Fisher Beziehung verwendet. Galaxien, die gestörte Rotationskurven aufweisen, wurden mit Hilfe ihrer Morphologie mit Rotationskurven-Modellen von Simulationen oder Beobachtungen verglichen. Diese Analyse wurde benutzt, um Transformationsprozesse in diesen Galaxien zu identifizieren. Die kombinierte Analysis von Kinematik und Morphologie sind sehr Wichtig um die Entwicklungsprozesse in Galaxien zu verstehen.The present thesis aims to study the kinematics of a sample of star forming disk galaxies in different environments and to analyse the imprints of physical transformation processes that are observed in the galaxy sample on the kinematics and morphology. In the universe, galaxies are observed in different environments. Isolated field galaxies are expected to show regular morphology and kinematics. However, if their gravitational potential is affected they will change either their structure or kinematics, or both. On the other hand, galaxies found in rich groups and clusters of galaxies, which are situated in dense environments, undergo a much more faster physical transformation ruled by their interplay with the surrounding medium. Gravitational interactions such as Merging and Harassment drastically alter their morphology and kinematics, whereas Ram Pressure Stripping (RPS) acts only on the gas component - which is stripped away - preserving their morphology. Signs of these processes are imprinted in the rotation curve and in the morphology of those galaxies. This thesis, which is part of a collaboration of two groups around B. Ziegler in Vienna and S. Maurogordato in Toulouse, is based on spectroscopic observations carried out with VLT/VIMOS (Very Large Telescope / VIsible MultiObject Spectrograph) instrument between 2005 and 2011. Additionally, galaxy structural parameters were either taken from my Bachelor Thesis (Menacho (2012)) or estimated in the present work following the method described there. As the aim was to observe cluster members and to study galaxy transformation processes, the majority of the selected targets display irregularities in their kinematics and morphology. This work focuses principally on galaxy members of the massive cluster Abell 2163 and compares the derived galaxy properties of cluster members and non members. Non cluster members include galaxies in groups, interacting pairs, mergers and isolated galaxies. The sample consists of 53 galaxies in a redshift range from z=0.05 to z=0.4. Their stellar masses vary between 109 and 1011. Balmer recombination lines: Halpha, Hbeta and the forbidden [OIII]5007 emission lines were used to extract kinematic information such as the maximum rotation velocity, the dynamical mass and the shape of rotation curve. R- and K-Band photometry was used for the morphological analysis. From the galaxy sample, half of the galaxies are cluster members, whereas slightly more than half of them exhibit regular rotation curves. Only one third of the non-cluster members group are kinematically relaxed systems. In total, 23 galaxies exhibit regular rotation curves, but only 19 galaxies with photometric information about stellar masses were used for the Tully-Fisher analysis. Galaxies with distorted rotation curves by means of their morphology were compared to rotation curves of simulated and observed galaxies, which are undergoing a physical transformation. This analysis was used to identify the most important mechanisms e.g RPS, Merging, Tidal interaction acting in the observed galaxies. Finally, additional information about stellar masses allow for a deeper understanding of the physical processes playing a role in each galaxy, whereas the global analysis gives clues about galaxy evolution processes