Meet Camille Poitras!

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Camille Poitras is a first-year master’s student at Université Laval under the supervision of Dr. Marie-Lou Gendron-Marsolais. Her research focuses on the filamentary nebulae associated with the brightest cluster galaxies (BCGs), with a particular emphasis on M87, in order to better understand the dynamics of these structures. In parallel, she is finalizing a project initiated during her undergraduate research internship, conducted under the primary supervision of Pr. René-Pierre Martin (U. Hawaii), in collaboration with Prs L. Drissen, C. Robert, and H. Martel (U. Laval). This work investigates star formation and chemical enrichment in two well-known galaxies involved in a relatively recent collision: NGC 2207 and IC 2163. 

Using data cubes targeting the main emission lines in the visible spectrum, obtained with the SITELLE/CFHT Fourier transform imaging spectrometer, Camille and her supervisors analyzed the physical properties of many HII region complexes within NGC 2207 / IC 2163. Their optimized detection method has resulted in an order-of-magnitude increase in the number of detected HII regions compared to previous studies. Several properties were extracted, and then, for the first time, the complexes were separated from the overlap region between the two galaxies based on criteria involving emission line ratios and extinction. This approach enabled a detailed analysis of the galaxies both individually and globally, leveraging BPT diagrams, metallicity gradients, luminosity functions, and system kinematics to explore how interactions influence these parameters. 

In addition to observations, numerical simulations were developed using GCD+ (Galactic Chemo-Dynamics +), an algorithm that combines N-body modeling with smoothed particle hydrodynamics. This model accounts for the intrinsic gravity of dark matter disks, star formation, supernova feedback, metal enrichment, diffusion, and radiative cooling. These simulations aim to reproduce the system’s main morphological structures and model its chemical evolution throughout the interaction, providing insights into the current state of observations. A paper summarizing this work is currently in preparation to be submitted to MNRAS. 

Left panel: SITELLE image of the NGC 2207/IC 2163 system, created using deep SN2 and SN3 images combined with the Hα map – the primary emission line associated with HII regions. Both galaxies are identified in the image. Right panel: A zoomed-in view of the HII region complex separation in the overlap region, highlighted by the colored areas. Complexes classified as part of IC 2163 are shown in orange, while those assigned to NGC 2207 appear in blue. Hatched regions indicate complexes with ambiguous classifications: the color represents the manual classification, whereas the hatching signifies that the unsupervised machine learning method assigns them to the other galaxy.
Panneau de gauche : Image SITELLE du système NGC 2207/IC 2163, créée à partir des images profondes SN2 et SN3 combinées avec la carte Hα, la principale raie d’émission associée aux régions HII. Les deux galaxies sont identifiées sur l’image. Panneau de droite : Vue agrandie de la séparation des complexes de régions HII dans la zone de chevauchement, mise en évidence par les zones colorées. Les complexes classés dans IC 2163 apparaissent en orange, tandis que ceux attribués à NGC 2207 sont en bleu. Les régions hachurées indiquent des complexes dont la classification est ambiguë : la couleur correspond à la classification manuelle, tandis que l’hachurage indique que la méthode d’apprentissage automatique non supervisée les attribue à l’autre galaxie.

Camille Poitras est étudiante en première année de maîtrise à l’Université Laval sous la supervision de Dre Marie-Lou Gendron-Marsolais. Ses recherches portent sur les nébuleuses filamenteuses associées aux galaxies les plus brillantes des amas (BCGs), en se concentrant sur le cas particulier de M87, afin de mieux comprendre la dynamique de ces structures. En parallèle, elle finalise un projet amorcé lors de son stage de recherche au premier cycle, mené sous la supervision principale du Pr René-Pierre Martin (U. d’Hawaii), en collaboration avec Pr.e.s L. Drissen, C. Robert et H. Martel (U. Laval). Ce travail porte sur la formation stellaire et l’enrichissement chimique de deux célèbres galaxies impliquées dans une collision relativement récente : NGC 2207 et IC 2163. 

À partir des cubes de données ciblant les principales raies d’émission dans le spectre du visible, obtenus à l’aide du spectromètre imageur à transformée de Fourier SITELLE/CFHT, Camille et ses superviseur.e.s ont étudié les propriétés physiques d’un grand nombre de complexes de régions HII présentes dans ce système. Grâce à leur méthode de détection optimisée, le nombre de régions HII détectées est supérieur d’un ordre de grandeur par rapport aux études précédentes. Plusieurs propriétés ont été extraites, puis, pour la première fois, les complexes ont été séparés de la région de chevauchement entre les deux galaxies en s’appuyant sur des critères basés sur les rapports de raies d’émission et l’extinction. Cette approche a permis une analyse détaillée des galaxies, tant individuellement qu’à l’échelle globale, en exploitant des diagrammes BPT, les gradients de métallicité, les fonctions de luminosité et la cinématique, afin d’examiner l’impact des interactions sur ces paramètres. 

En complément des observations, des simulations numériques ont aussi été développées à l’aide de GCD+ (Galactic Chemo-Dynamic +), un algorithme combinant la modélisation à N-corps et l’hydrodynamique des particules lissées. Ce modèle prend en compte la gravité intrinsèque des disques de matière sombre, la formation stellaire, les rétroactions des supernovæ, l’enrichissement en métaux ainsi que la diffusion et le refroidissement radiatif. Ces simulations visent notamment à reproduire les principales structures morphologiques du système et à modéliser son évolution chimique au fil de l’interaction, afin de mieux comprendre les observations du « moment présent ». Un article résumant ce travail est présentement en préparation pour être soumis au journal MNRAS.