Meet Blake Ledger!

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Blake (he/him) is a Ph.D. student at McMaster University working in the research group of Prof. Christine Wilson. He completed his Hon. B.Sc. in Physics and Astrophysics at the University of Calgary in 2019 and has since moved to McMaster to pursue his graduate studies. Blake has been a member of the CASCA Graduate Student Committee for two years, serving as the McMaster student representative and now as the Vice-Chair. Blake is heavily involved in student life at McMaster as well, serving as the Chair of the McMaster Physics and Astronomy Student Association (MAPSA) and as an executive member of Promoting Inclusion in Physics and Astronomy (PIPA). Blake is committed to using his privilege and voice to promote positive, forward change in his Department and at the national level of astronomy in Canada. Blake recently took over as the William J. McCallion Planetarium manager at McMaster and is as passionate about community outreach as he is about his research.

Blake classifies himself as an observer. His research uses telescope observations from some of the most advanced ground-based observatories in the world, like the Atacama Large Millimeter Array (ALMA). In his work, Blake leads one of the first multi-line studies of HCN and CN in other galaxies. He has a complete set of ALMA observations of 6 transition lines for these two molecules, which he uses to study the properties of dense molecular gas. The objective of Blake’s Ph.D. thesis is to use his observations to determine how radiation fields produced by recent star formation and active galactic nuclei impact the physical and chemical properties of molecular gas. In particular, Blake is investigating the use of the cyanide radical, CN, as a new dense gas tracer that can be linked with molecular gas properties in regions irradiated by some external UV and/or X-ray field. The benefits of using CN in observations are that it can be traced to the densest molecular gas, the chemical networks which produce this molecule are activated by strong radiation fields, and CN can be observed with ALMA “for free”. The latter point here is a result of the CN (1-0) line often being simultaneously observed with the CO (1-0) line with ALMA, leaving a free CN observation in the wake of almost every CO observation. Additionally, CN is typically found to be optically thin. The hyperfine structure of the CN (1-0) line can be used to measure optical depth, which is often a key parameter that is needed to determine the properties of molecular gas.

The main takeaway from these two figures is that the intensity ratio between CN (1-0) and HCN (1-0) has subtle variations. These variations are found between individual galaxies and in localized regions within individual galaxies. In particular, regions with an enhanced UV radiation field, like a starburst, are found to have a higher CN (1-0)/HCN (1-0) intensity ratio. Both figures are from Ledger et al. (2021), MNRAS, 504, 5863. Left: A pixel-by-pixel comparison of the intensities of the CN (1-0) and HCN (1-0) transition lines in the three galaxies NGC 3256, NGC 7469, and IRAS 13120. The triangle symbols represent average measures in the nuclei of each galaxy (NGC 3256 has two nuclei, so the up and down triangles represent the northern and southern nuclei, respectively). The stars and pentagons represent the average measures globally and in the non-nuclear pixels, respectively. The dotted line represents a 1-to-1 ratio. Right: An example of the spatially resolved CN (1-0)/HCN (1-0) intensity ratio in NGC 3256, in units of K km/s. The scale bar is 500 pc, and the beam size is 2.2” round, which corresponds to ~470 pc at the distance of NGC 3256. The white apertures are the size of the beam and are centred on the northern and southern nuclei as identified by radio continuum data. The CN (1-0)/HCN (1-0) intensity ratio is higher in the northern nucleus of NGC 3256, which is known to be in a starburst.

Blake (il/lui) est étudiant au doctorat à l’Université McMaster qui travaille dans le groupe de recherche de la professeure Christine Wilson. Il a obtenu son baccalauréat spécialisé en physique et en astrophysique à l’Université de Calgary en 2019 et a depuis déménagé à McMaster pour poursuivre ses études supérieures. Blake est membre du comité des étudiants diplômés de la CASCA depuis deux ans, en tant que représentant des étudiants de McMaster et maintenant en tant que vice-président. Blake est également très impliqué dans la vie étudiante de McMaster, en tant que président de la McMaster Physics and Astronomy Student Association (MAPSA) et membre du bureau de Promoting Inclusion in Physics and Astronomy (PIPA). Blake s’est engagé à utiliser ses privilèges et sa voix pour promouvoir des changements positifs et progressifs dans son département et au niveau national de l’astronomie au Canada. Blake a récemment pris en charge la gestion du planétarium William J. McCallion à McMaster et est aussi passionné par la sensibilisation de la communauté que par ses recherches.

Blake se classe parmi les observateurs. Ses recherches utilisent les observations des télescopes de certains des observatoires terrestres les plus avancés au monde, comme l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA). Dans le cadre de son travail, Blake dirige l’un des premières études multilignes de HCN et CN dans d’autres galaxies. Il dispose d’un ensemble complet d’observations ALMA de 6 lignes de transition pour ces deux molécules, qu’il utilise pour étudier les propriétés du gaz moléculaire dense. L’objectif de la thèse de doctorat de Blake est d’utiliser ses observations pour déterminer comment les champs de rayonnement produits par la formation récente d’étoiles et les noyaux actifs de galaxie ont un impact sur les propriétés physiques et chimiques du gaz moléculaire. En particulier, Blake étudie l’utilisation du radical cyanure, CN, en tant que nouveau traceur de gaz dense qui peut être lié aux propriétés du gaz moléculaire dans les régions irradiées par un champ UV et/ou Rayons-X. Les avantages de l’utilisation du CN dans les observations sont qu’il peut être tracé jusqu’au gaz moléculaire le plus dense, que les réseaux chimiques qui produisent cette molécule sont activés par les champs de rayonnement forts et que le CN peut être observé avec ALMA “gratuitement”. Ce dernier point résulte du fait que la raie CN (1-0) est souvent observée simultanément avec la raie CO (1-0) avec ALMA, laissant une observation gratuite de CN dans le sillage de presque chaque observation de CO. De plus, le CN est typiquement mince optiquement. La structure hyperfine de la raie CN (1-0) peut être utilisée pour mesurer la profondeur optique, qui est souvent un paramètre clé nécessaire pour déterminer les propriétés du gaz moléculaire.