Investigating the structure, star formation and stellar mass of the z = 0.9 supercluster RCS 2319+00

The RCS 2319+00 supercluster is a massive supercluster at z = 0.9 comprising three optically selected, spectroscopically confirmed clusters separated by < 3 Mpc on the plane of the sky. This supercluster is one of a few known examples of the progenitors of present-day massive clusters (10^15 solar masses by z ∼ 0.5). RCS 2319+00 therefore allows us to witness the hierarchical buildup of large-scale structure in the Universe.We present an extensive multiwavelength study carried out on the supercluster field. A spectroscopic campaign resulted in 302 structure members spanning three distinct redshift walls separated by ∼ 65 Mpc. We find evidence of substructure in the supercluster field, with a friends-of-friends (FOF) analysis identifying five infalling groups in addition to the three cluster cores. Various methods are presented to estimate the cluster and group masses, finding cluster masses of ∼ 10^14.5–10^14.9 solar masses and average masses of >10^13 solar masses for the infalling groups. These group masses are in agreement with the halo sizes found to be important in cluster galaxy pre-processing in N -body simulation merger tree studies based on hierarchical formation models.In conjunction with multiwavelength data, we use the spectroscopic members and their FOF associations as isolated, group or core galaxies to investigate the role of both the local and global environment on cluster galaxies' stellar mass and star formation. The z = 0.9 RCS2319+00 supercluster is found to follow the local SFR-density relation, with the star formation primarily located in the lower density, infalling isolated and group regions. We see suggestions of both enhanced star formation activity and star formation quenching over the supercluster field. The densest regions of the groups and isolated outskirt galaxies show hints of enhanced star formation activity. There is evidence of a bimodal distribution in the SFRs with stellar mass: the known main sequence of increasing SFR with increasing stellar mass, and a sub-main sequence population of partially quenched star forming galaxies. The sub-main sequence itself seems to be divided between environment-quenching and mass- quenching effects.We propose that the infalling groups in RCS 2319+00 are in varying stages of pre-processing, with their star formation activity level falling between that of the isolated supercluster galaxies and the less-active, more massive cluster cores. Overall, our results align with the theoretical models that predict galaxy pre-processing in group environments before final accretion onto cluster sized halos.Le super-amas RCS2319+00 est un super-amas massif à z = 0,9 comprenant trois amas sélectionnés optiquement et confirmés par spectroscopie. Ces amas sont séparés par < 3 Mpc dans le plan du ciel. Ce super-amas est l'un des rares exemples connus d'ancêtres d'amas massifs d'aujourd'hui (10^15 masses solaires par z ~ 0.5). RCS 2319+00 nous permet donc d'être témoin de l'accumulation hiérarchique de la structure à grande échelle dans l'Univers.Nous présentons une vaste étude multi-longueurs d'ondes dans le champ du super- amas. Une campagne spectroscopique a donné lieu à 302 membres de la structure étalés sur trois sections de décalage vers le rouge (redshift z) distinctes séparés par ~65 Mpc. Nous trouvons des preuves de structure dans le champ du super-amas, avec une analyse dite “friends-of-friends” (FOF), identifiant cinq groupes retombants vers le coeur en plus des trois noyaux d'amas. Diverses méthodes sont présentées pour estimer les masses des amas et groupes. Nous trouvons des amas de masse ~ 10^14,5 - 10^14,9 masses solaires et de masses moyennes de ~10^13 masses solaires pour les groupes retombants vers le centre. Les masses de ces groupes sont en accord avec la taille du halo jugée importante pour la prétraitement des galaxies d'amas dans les études de simulations n-corps basé sur des modèles de formation hiérarchique.En conjonction avec les données multi-longueurs d'ondes, nous utilisons les membres spectroscopiques et leurs associations FOF comme des groupes ou noyaux de galaxies isolé pour étudier le rôle de l'environnement local et global sur la masse stellaire des galaxies de l'amas et leur taux de formation stellaire (SFR). Le super-amas RCS 2319+00 à z = 0,9 suit la relation locale SFR-densité, avec la formation d'étoiles principalement située dans les régions de plus faible densité, celle des galaxies isolées ou en groupe retombant vers le centre. Nous voyons des indications d'activité augmentée de formation stellaire et d'extinction de formation stellaire tous les deux dans le champ du super-amas. Les régions les plus denses des groupes et des galaxies isolées en périphérie de l'amas révèlent des notes d'augmentation de l'activité de formation stellaire. Il existe des preuves d'une distribution bimodale dans la relation de formation stellaire avec la masse stellaire: la séquence principale d'augmentation de la formation stellaire quand la masse stellaire augmente, et une population de séquence sous-principale des galaxies qui ont leur formation stellaire partiellement étouffée. La séquence sous-principale elle-même semble étre divisée entre les effets d'extinction de l'environnement et de masse.Nous proposons que les groupes retombant vers le centre dans RCS 2319+00 sont à divers stades de pré-traitement, avec leur niveau de formation stellaire se situant entre celui des galaxies isolées et celui des noyau plus massives mais moins actifs des amas. Dans l'ensemble, nos résultats sont en accord avec les modèles théoriques qui prédisent le pré-traitement des galaxies dans les environnements de groupe avant l'accrétion finale sur les halos de taille des amas