Meet Cam Lawlor-Forsyth!

le français suivit

Cam is a doctoral candidate at the University of Waterloo and the Waterloo Centre for Astrophysics working with Michael Balogh. His research focuses on understanding the shutdown of star formation within galaxies and the different processes that can contribute to this shutdown, which is known as quenching. Cam obtained his bachelor’s and master’s from the University of Manitoba, working with Chris O’Dea and Stefi Baum, with a master’s thesis on the environments of active galactic nuclei in the Close Active Galactic Nuclei Reference Survey.

Galaxies broadly exist as either actively star forming, or as passive quiescent galaxies with inactive star formation. In addition, galaxies in dense environments like clusters of galaxies experience different physical effects than galaxies that are in sparsely populated fields. Cam investigates how the star formation within galaxies is quenched by using spatially-resolved measurements of star formation, in both large cosmological magnetohydrodynamical simulations like IllustrisTNG, as well as real world observations, like those available with programs such as the Hubble Frontier Fields. Cam’s doctoral work has shown that a certain combination of these spatially-resolved measurements can classify simulated galaxies based on their most likely quenching mechanism, where the quenching mechanism is correlated with the large-scale environment, and that this information can also be recovered when creating deep, spatially-resolved mock observations. These mock observations are based on real observations that will be available with the Nancy Grace Roman space telescope, as well as the Canadian-led CASTOR space telescope, a collaboration that Cam is a part of. These results will be presented in a series of papers that will be submitted shortly.

The ultimate goal of Cam’s research is to better understand the complex physical processes that drive galaxy evolution in different environments using spatially-resolved observations which provide additional information compared to simple integrated quantities. A figure from Cam’s work is included below which demonstrates the power of spatially-resolved measurements applied to a simulated galaxy from IllustrisTNG. You can learn more about Cam’s research by watching his research video from the Waterloo Centre for Astrophysics: https://youtu.be/V_t0ogz0nW8

A log(M∗/M⊙) = 10.21 (at z = 0) simulated galaxy from IllustrisTNG which is in the process of quenching. Top panels: projections at three points during the primary quenching episode, where the leftmost panel is the snapshot at the onset of quenching, the middle panel is roughly midway through quenching, and the rightmost panel is in the later stages of quenching. These projections show spatial specific star formation rates as a 2D histogram, while the green contours show the stellar mass distribution. The middle panel is 610 Myr after the leftmost panel and 650 Myr before the rightmost panel, where these panels highlight the evolution of the size of the star forming disk compared to the stellar disk. The star forming disk shows strong truncation progressing outside-in with increasing time. Comparatively, the stellar disk is mostly unchanged from panel to panel. Bottom panels: specific star formation rate radial profiles for the same time points as the top panels (red points). Median and ±1σ intervals for normal star forming galaxies with a similar stellar mass which are on the star forming main sequence are shown with a dotted black line and grey band, respectively. These panels highlight the sharp truncation that this galaxy experiences late in its quenching episode, as the radial profile displays a clear discontinuity near 2.3Re. Français: Une galaxie simulée de masse log(M∗/M⊙) = 10.21 (à z=0) d’IllustrisTNG qui est en cours de quenching. Panneaux supérieurs : projections à trois différentes étapes au cours de l’épisode d’extinction primaire, où le panneau le plus à gauche est le début de l’extinction, le panneau du milieu est à peu près à mi-chemin de l’extinction et le panneau le plus à droite est dans les étapes ultérieures de l’extinction. Ces projections montrent les taux de formation d’étoiles spécifiques sous forme d’histogramme spatial 2D, tandis que les contours verts montrent la distribution de masse stellaire. Le panneau du milieu est 610 Myr après le panneau le plus à gauche et 650 Myr avant le panneau le plus à droite, où ces panneaux mettent en évidence l’évolution de la taille du disque formant les étoiles par rapport au disque stellaire. Le disque formant les étoiles présente une forte troncature progressant de l’extérieur vers l’intérieur avec le temps. En comparaison, le disque stellaire reste pratiquement inchangé d’un panneau à l’autre. Panneaux inférieurs : profils radiaux de taux de formation d’étoiles spécifiques pour les mêmes points temporels que les panneaux supérieurs (points rouges). Les intervalles médians et ceux à ±1σ pour les galaxies normales formant des étoiles avec une masse stellaire similaire qui se trouvent sur la séquence principale de formation d’étoiles sont représentés respectivement par une ligne pointillée noire et une bande grise. Ces panneaux mettent en évidence la forte troncature que cette galaxie subit à la fin de son épisode d’extinction, car le profil radial affiche une nette discontinuité proche de 2.3Re.

Cam est candidat doctoral à l’University of Waterloo et au Waterloo Centre for Astrophysics, en collaboration avec Michael Balogh. Ses recherches portent sur mieux comprendre l’arrêt de la formation d’étoiles au sein des galaxies et des différents processus qui peuvent contribuer à cet arrêt, appelé quenching. Cam a obtenu son baccalauréat et sa maîtrise à l’University of Manitoba, sous la supervision de Chris O’Dea et Stefi Baum, avec une thèse de maîtrise sur les environnements des noyaux galactiques actifs dans le Close Active Galactic Nuclei Reference Survey.

Les galaxies existent généralement soit avec une formation d’étoiles active, soit sous forme de galaxies passives et tranquilles sans formation d’étoiles. De plus, les galaxies situées dans des environnements denses, comme les amas de galaxies, subissent des effets physiques différents de ceux des galaxies situées dans des champs peu peuplés. Cam étudie comment la formation d’étoiles dans les galaxies est atténuée en utilisant des mesures résolues spatialement de formation d’étoiles, à la fois dans de grandes simulations magnétohydrodynamiques cosmologiques comme IllustrisTNG, ainsi que dans des observations du monde réel, comme celles disponibles avec des programmes tels que Hubble Frontier Fields. Les travaux de doctorat de Cam ont montré qu’une certaine combinaison de ces mesures permet de classer les galaxies simulées en fonction de leur mécanisme d’extinction le plus probable, où le mécanisme d’extinction est corrélé à l’environnement de grande échelle, et que ces informations peuvent également être récupérées lors de la création d’observations simulées profondes et résolues spatialement. Ces observations simulées sont basées sur des observations réelles qui seront disponibles avec le télescope spatial Nancy Grace Roman, ainsi qu’avec le télescope spatial canadien CASTOR, une collaboration dont Cam fait partie. Ces résultats seront présentés dans une série d’articles qui seront soumis prochainement.

Le but ultime des recherches de Cam est de mieux comprendre les processus physiques complexes qui déterminent l’évolution des galaxies dans différents environnements à l’aide d’observations résolues spatialement qui fournissent des informations supplémentaires, par rapport à de simples quantités intégrées. Une figure du travail de Cam est incluse ci-dessous, qui démontre la puissance des mesures résolues spatialement appliquées à une galaxie simulée par IllustrisTNG. Vous pouvez en savoir plus sur les recherches de Cam en regardant sa vidéo de recherche du Waterloo Centre for Astrophysics : https://youtu.be/V_t0ogz0nW8