Analysis of the spiral structure in disk galaxies using the FFT transform

Author

Barbera Escoi, Carlos

Director

García Gómez, Carlos

Date of defense

2018-05-18

Pages

88 p.



Department/Institute

Universitat Rovira i Virgili. Departament d'Enginyeria Informàtica i Matemàtiques

Abstract

Aquesta tesi vol proporcionar mètodes matemàtics per a aprofundir en l’estudi de l’estructura espiral present en el disc de les galàxies espirals. Aproximadament, dos terços de les galàxies són galàxies espirals, d’aquí l’interès en estudiar-les amb profunditat. El primer pas per estudiar-les és desprojectar-les del pla en el cel al pla de visió. En la primera part de la tesi ens centrem en proporcionar mètodes capaços de desprojectar les galàxies de forma objectiva. Els nostres mètodes es fonamenten en la suposició que el disc de les galàxies espirals és de forma circular. Escollim informació del disc de la galàxia i mitjançant tècniques de Fourier fem que tingui forma circular. Les regions HII pertanyen clarament al disc de la galàxia, així que els nostres primers mètodes de deprojecció utilitzen aquestes regions HII. El següent pas és treballar amb imatges de galàxies. Com les imatges contenen informació de totes les parts de la galàxia, primer hem d’aïllar la informació procedent del disc abans d’aplicar els nostres mètodes. Finalitzem aquesta primera part realitzant estudis estadístics per a desmostrar la viabilitat i robustesa dels nostres mètodes. Amb les galàxies ja deprojectades encetem l’estudi de l’estructura espiral. En concret, identifiquem la barra present en el disc de la major part de les galàxies espirals per a procedir a classificar-les en funció de la fortalesa de la barra. Els resultats obtinguts són comparables amb la classificació de Hubble, per lo que hem aconseguit una classificació quantitativa de les galàxies espirals en funció de la seva morfologia.


Esta tesis pretende proporcionar métodos matemáticos para profundizar en el estudio de la estructura espiral presente en el disco de las galaxias espirales. Aproximadamente, dos terceras partes de las galaxias son galaxias espirales, de ahí el interés por estudiarlas en profundidad. El primer paso para su estudio es desproyectarlas del plano en el cielo al plano de visión. En la primera parte de la tesis nos centramos en proporcionar métodos capaces de desproyectar las galaxias de forma objetiva. Nuestros métodos se fundamentan en la suposición que el disco de las galaxias espirales es de forma circular. Escogemos información del disco de la galaxia y mediante técnicas de Fourier hacemos que tenga forma circular. Las regiones HII pertenecen claramente al disco de la galaxia, así que nuestros primeros métodos de deproyección utilizan estas regiones HII. El siguiente paso es trabajar con imágenes de galaxias. Como las imágenes contienen información de todas las partes de la galaxia, primero tenemos que aislar la información procedente del disco antes de aplicar nuestros métodos. Finalizamos esta primera parte realizando estudios estadísticos para demostrar la viabilidad y robustez de nuestros métodos. Con las galaxias ya deproyectadas empezamos el estudio de su estructura espiral. En concreto, identificamos la barra presente en el disco de la mayor parte de galaxias espirales para proceder a clasificarlas en función de la fortaleza de la barra. Los resultados obtenidos son comparables con la clasificación de Hubble, por lo que hemos conseguido realizar una clasificación cuantítativa de las galaxias espirales en función de su morfología.


This thesis wants to provide mathematical methods to go deeper in the study of the spiral structure within disk spiral galaxies. Approximately two thirds of all galaxies are spiral galaxies, hence the interest to study them in depth. The first step for their study is to deproject them from the plane of the sky to the plane of sight. In the first part of this tesis we focus on providing methods allowing to deproject the galaxies objectively (or numerically). Our methods are based on the assumption that galactic disks are circular. We select information from the galactic disk and using Fourier techniques we bring it circular. HII regions clearly belong to the galactic disk, so our first deprojecting methods use those HII regions. The next step is working with galaxy images. Since galaxy images contain information from all the galaxy components, first we have to select the disk information before applying our methods. We finish this first part performing statistical studies to show the viability and robustness of our methods. Once, the galaxies are already deprojected, we start studying the spiral structure. Namely, we isolate the bar present in most of the spiral galaxies to proceed with their classification according to the bar strength. Our results are in good agreement with Hubble’s classification, therefore we have managed to perform a quantitative classification of spiral galaxies according their morphology.

Keywords

Galàxia; Morfologia; Espiral; Galaxy; Morphology; Spiral

Subjects

51 - Mathematics; 52 - Astronomy. Astrophysics. Space research. Geodesy; 53 - Physics

Knowledge Area

Ciències

Documents

TESI.pdf

5.488Mb

 

Rights

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)