The relation between mass and concentration in x-ray galaxy clusters at high-redshift.

In this Thesis work we have studied the properties of high-redshift galaxy clusters through the X-ray emission from their intracluster gas. In particular, we have focused on the relation between concentration and mass that is related to the density of the universe at the formation time of the clusters and therefore, it is a powerful cosmological probe. Concentration is expected to be a decreasing function of mass but a complete characterization of this relation has not been reached yet. We have analysed 22 clusters observed withe the Chandra satellite at high redshift and we have investigated the concentration-mass relation.

Non-thermal properties of two galaxy filament candidates from JVLA observations

Large-scale structures can be considered an interesting and useful "laboratory" to better investigate the Universe; in particular the filaments connecting clusters and superclusters of galaxies can be a powerful tool for this intent, since they are not virialised systems yet. The large structures in the Universe have been studied in different bands, in particular the present work takes into consideration the emission in the radio band. In the last years both compact and diffuse radio emission have been detected, revealing to be associated to single objects and clusters of galaxies respectively. The detection of these sources is important, because the radiation process is the synchrotron emission, which in turn is linked to the presence of a magnetic field: therefore studying these radio sources can help in investigating the magnetic field which permeates different portions of space. Furthermore, radio emission in optical filaments have been detected recently, opening new chances to further improve the understanding of structure formation. Filaments can be seen as the net which links clusters and superclusters. This work was made with the aim of investigating non-thermal properties in low-density regions, looking for possible filaments associated to the diffuse emission. The analysed sources are 0917+75, which is located at a redshift z = 0.125, and the double cluster system A399-A401, positioned at z = 0.071806 and z = 0.073664 respectively. Data were taken from VLA/JVLA observations, and reduced and calibrated with the package AIPS, following the standard procedure. Isocountour and polarisation maps were yielded, allowing to derive the main physical properties. Unfortunately, because of a low quality data for A399-A401, it was not possible to see any radio halo or bridge.

Connection between x-ray and radio properties of cool-core galaxy clusters hosting radio mini-halos

Gli ammassi di galassie sono gli oggetti gravitazionalmente legati più grandi dell’Universo. Questi emettono principalmente in banda X tramite bremsstrahlung. Una frazione mostra anche emissione radio diffusa da parte di elettroni relativistici che spiraleggiano nel campo magnetico. Si possono classificare tre tipi di emissione: alon, relitti e mini-aloni radio (MH). I MH sono sorgenti radio su scale di ≥ 200 – 500 kpc, osservate al centro di ammassi caratterizzati dalla presenze di cool-core (CC). L’origine dei MH non è ancora chiara. Gli elettroni relativistici che emettono in banda radio hanno tempi di vita radiativi di molto inferiori a quelli necessari per diffondere sulle scale dell’emissione diffusa. Quindi non sono semplicemente iniettati dalle galassie presenti negli ammassi ed è necessario un meccanismo di accelerazione “in-situ” nell’ICM. I MH testimoniano la presenza di meccanismi che canalizzano parte del budget energetico disponibile nei CC nell’ICM.Quindi lo studio è importante per comprendere la fisica dell’ICM e l’interazione fra le componenti non termiche e termiche. I MH si formano attraverso la riaccelerazione delle particelle relativistiche ad opera della turbolenza del gas. L’origine di questa turbolenza tuttavia non è ancora ben compresa. Gli ammassi CC sono caratterizzati da un picco della brillanza X nelle regioni centrali e da un drop della temperatura verso il centro accompagnata da aumento della densità del gas. Si ritiene che questo sia dovuto al raffreddamento del gas che quindi fluisce nelle zone centrali. Recenti osservazioni in X risultan inconsistenti con il modello classico di CF, suggerendo la presenza di una sorgente di riscaldamento del gas su scale del core degli ammassi. Recentemente Zhuravleva (2014) hanno mostrato che il riscaldamento dovuto alla turbolenza prodotta dall'AGN centrale è in grado di bilanciare il processo di raffreddamento. Abbiamo assunto che la turbolenza responsabile del riscaldamento del gas è anche responsabile dell’accelerazione delle particelle nei MH. Nell’ambito di questo scenario ci si aspetta una correlazione tra la potenza del cooling flow, PCF, che è una misura del tasso di energia emessa dal gas che raffredda nei CC, e la luminosità radio, che è una frazione dell’energia della turbolenza che è canalizzata nell’accelerazione delle particelle. In questo lavoro di tesi abbiamo utilizzato il più grande campione disponibile di MH, allo scopo di studiare la connessione fra le proprietà dei MH e quelle del gas termico nei core degli ammassi che li ospitano. Abbiamo analizzato i dati di 21 ammassi e ricavato i parametri fisici all’interno del raggio di cooling e del MH. Abbiamo ricavato la correlazione fra luminosità radio, e PCF. Abbiamo trovato che le due quantità correlano in modo quasi-lineare confermando i risultati precedenti. Tale correlazione suggerisce uno stretto legame fra le proprietà del gas nei CC e l’origine dei MH.

Radio relics and magnetic fields in galaxy clusters

Radio relics are diffuse synchrotron sources generally located in the peripheries of galaxy clusters in merging state. According to the current leading scenario, relics trace gigantic cosmological shock waves that cross the intra-cluster medium where particle acceleration occurs. The relic/shock connection is supported by several observational facts, including the spatial coincidence between relics and shocks found in the X-rays. Under the assumptions that particles are accelerated at the shock front and are subsequently deposited and then age downstream of the shock, Markevitch et al. (2005) proposed a method to constrain the magnetic field strength in radio relics. Measuring the thickness of radio relics at different frequencies allows to derive combined constraints on the velocity of the downstream flow and on the magnetic field, which in turns determines particle aging. We elaborate this idea to infer first constraints on magnetic fields in cluster outskirts. We consider three models of particle aging and develop a geometric model to take into account the contribution to the relic transverse size due to the projection of the shock-surface on the plane of the sky. We selected three well studied radio relics in the clusters A 521, CIZA J2242.8+5301 and 1RXS J0603.3+4214. These relics have been chosen primarily because they are almost seen edge-on and because the Mach number of the shock that is associated with these relics is measured by X-ray observations, thus allowing to break the degeneracy between magnetic field and downstream velocity in the method. For the first two clusters, our method is consistent with a pure radiative aging model allowing us to derive constraints on the relics magnetic field strength. In the case of 1RXS J0603.3+4214 we find that particle life-times are consistent with a pure radiative aging model under some conditions, however we also collect evidences for downstream particle re-acceleration in the relic W-region and for a magnetic field decaying downstream in its E-region. Our estimates of the magnetic field strength in the relics in A 521 and CIZA J2242.8+5301 provide unique information on the field properties in cluster outskirts. The constraints derived for these relics, together with the lower limits to the magnetic field that we derived from the lack of inverse Compton X-ray emission from the sources, have been combined with the constraints from Faraday rotation studies of the Coma cluster. Overall results suggest that the spatial profile of the magnetic field energy density is broader than that of the thermal gas, implying that the ε_th /ε_B ratio decreases with cluster radius. Alternatively, radio relics could trace dynamically active regions where the magnetic field strength is biased high with respect to the average value in the cluster volume.

La cinematica nel core dell'ammasso globulare NGC 6441 da osservazioni SINFONI

In questo elaborato viene presentata l'analisi cinematica delle regioni centrali di NGC 6441, uno degli ammassi globulari più massivi (M ~10^6 Msol) della nostra Galassia. L'ammasso è stato selezionato, insieme ad altri 18, all'interno dell'ESO Large Program “Unveiling the kinematics in the core of high-density globular clusters with SINFONI" (PI: Ferraro) per cercare evidenze di buchi neri di massa intermedia (IMBH), la cui esistenza è ancora controversa. Poichè la misura della dispersione di velocità da spettri integrati può essere affetta dalla contaminazione di poche stelle brillanti, in questo lavoro si sono misurate le velocità radiali (RV) di stelle individuali, utilizzando lo spettrografo IFU SINFONI dell'ESO, dotato di un sistema di ottiche adattive. Sono state misurate le RV di 709 stelle giganti nei primi 17" dal centro, da cui è stato estratto un sotto-campione di alta qualità di circa 200 stelle. Queste misure sono state poi combinate con un campione di RV nelle regioni più esterne dell'ammasso, ottenute con gli spettrografi multi-oggetto KMOS e FLAMES dell'ESO. Tali dati sono stati utilizzati per il calcolo del profilo di dispersione di velocità e per la ricerca di rotazione lungo l'intera estensione radiale nell'ammasso. I risultati ottenuti sembrano escludere sia l'esistenza di un IMBH, che la presenza di forte rotazione interna. Inoltre hanno evidenziato una significativa decrescita della dispersione di velocita` nelle regioni centrali (parzialmente confermata anche da misure di moti propri ottenute con HST), che potrebbe suggerire la presenza di anisotropia tangenziale nel centro del sistema. Un simile comportamento (sebbene di minore entita`) e’ stato evidenziato in altri ammassi, suggerendo che potrebbe trattarsi di una caratteristica comune in questi sistemi stellari.

Action-based dynamical models of the Fornax dwarf spheroidal galaxy

Il lavoro presentato in questa Tesi si basa sul calcolo di modelli dinamici per Galassie Sferoidali Nane studiando il problema mediante l'utilizzo di funzioni di distribuzione. Si è trattato un tipo di funzioni di distribuzione, "Action-Based distribution functions", le quali sono funzioni delle sole variabili azione. Fornax è stata descritta con un'appropriata funzione di distribuzione e il problema della costruzione di modelli dinamici è stato affrontato assumendo sia un alone di materia oscura con distribuzione di densità costante nelle regioni interne sia un alone con cuspide. Per semplicità è stata assunta simmetria sferica e non è stato calcolato esplicitamente il potenziale gravitazionale della componente stellare (le stelle sono traccianti in un potenziale gravitazionale fissato). Tramite un diretto confronto con alcune osservabili, quali il profilo di densità stellare proiettata e il profilo di dispersione di velocità lungo la linea di vista, sono stati trovati alcuni modelli rappresentativi della dinamica di Fornax. Modelli calcolati tramite funzioni di distribuzione basati su azioni permettono di determinare in maniera autoconsistente profili di anisotropia. Tutti i modelli calcolati sono caratterizzati dal possedere un profilo di anisotropia con forte anisotropia tangenziale. Sono state poi comparate le stime di materia oscura di questi modelli con i più comuni e usati stimatori di massa in letteratura. E stato inoltre stimato il rapporto tra la massa totale del sistema (componente stellare e materia oscura) e la componente stellare di Fornax, entro 1600 pc ed entro i 3 kpc. Come esplorazione preliminare, in questo lavoro abbiamo anche presentato anche alcuni esempi di modelli sferici a due componenti in cui il campo gravitazionale è determinato dall'autogravità delle stelle e da un potenziale esterno che rappresenta l'alone di materia oscura.

Long-term effectiveness of canine-to-canine bonded flexible spiral wire lingual retainers

The flexible spiral wire (FSW) canine-to-canine lingual retainer bonded to all 6 anterior teeth is a frequently used type of mandibular fixed retainer. This study aimed to assess the long-term effectiveness of FSW canine-to-canine lingual retainers in maintaining the alignment of the mandibular anterior teeth after orthodontic treatment.

Objective hypoesthesia and pain after transabdominal preperitoneal hernioplasty: a prospective, randomized study comparing tissue adhesive versus spiral tacks

Irritation of inguinal nerves with laparoscopic hernia repair may cause chronic neuralgia and hypoesthesia. Hypoesthesia in particular is generally not assessed objectively. We objectively investigated hypoesthesia and chronic pain after transabdominal preperitoneal inguinal hernia repair (TAPP) with titanium spiral tacks (STs) compared with tissue adhesive (TA) for mesh fixation.

Myoelectric activity of the ileum, cecum, proximal loop of the ascending colon, and spiral colon in cows with naturally occurring cecal dilatation-dislocation

OBJECTIVE: To analyze myoelectric activity of the ileum, cecum, proximal loop of the ascending colon (PLAC), and spiral colon in cows with naturally occurring cecal dilatation-dislocation (CDD) and compare findings with those in healthy cows. ANIMALS: 8 CDD-affected and 6 healthy control cows. PROCEDURES: Immediately after diagnosis, CDD-affected cows underwent surgery; control cows underwent a similar surgical procedure. Before completion of surgery, 8 bipolar silver electrodes were implanted in the ileum (n = 2), cecum (1), PLAC (1), and spiral colon (4) of each cow. Beginning the day after surgery, intestinal myoelectric activity was recorded daily (8-hour period) for 4 days; data were analyzed by use of specialized software programs. Quantitative variables of myoelectric activity were compared between groups. RESULTS: Cows of both groups recovered without complications after surgery. In control cows, physiologic myoelectric activity was recorded in all intestinal segments on all days after surgery. Apparently normal myoelectric activity was evident in the ileum of CDD-affected cows on the first day after surgery, but myoelectric activity patterns in the cecum, PLAC, and spiral colon were variable with no organized cyclic myoelectric patterns, incomplete or normally organized migrating myoelectric complexes, and slow normalization over time. CONCLUSIONS AND CLINICAL RELEVANCE: After surgery for CDD, normal myoelectric patterns were disrupted in the large intestine of cows, especially in the spiral colon. Clinical recovery with effective transit of ingesta occurred before normalization of myoelectric activity in the large intestine. Therapeutic protocols for restoration or normalization of spiral colon motility should be developed for treatment of CDD-affected cattle.

Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) induces neuritogenesis in the cochlear spiral ganglion via neural cell adhesion molecule (NCAM)

Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) increases survival and neurite extension of spiral ganglion neurons (SGNs), the primary neurons of the auditory system, via yet unknown signaling mechanisms. In other cell types, signaling is achieved by the GPI-linked GDNF family receptor α1 (GFRα1) via recruitment of transmembrane receptors: Ret (re-arranged during transformation) and/or NCAM (neural cell adhesion molecule). Here we show that GDNF enhances neuritogenesis in organotypic cultures of spiral ganglia from 5-day-old rats and mice. Addition of GFRα1-Fc increases this effect. GDNF/GFRα1-Fc stimulation activates intracellular PI3K/Akt and MEK/Erk signaling cascades as detected by Western blot analysis of cultures prepared from rats at postnatal days 5 (P5, before the onset of hearing) and 20 (P20, after the onset of hearing). Both cascades mediate GDNF stimulation of neuritogenesis, since application of the Akt inhibitor Wortmannin or the Erk inhibitor U0126 abolished GDNF/GFRα1-Fc stimulated neuritogenesis in P5 rats. Since cultures of P5 NCAM-deficient mice failed to respond by neuritogenesis to GDNF/GFRα1-Fc, we conclude that NCAM serves as a receptor for GDNF signaling responsible for neuritogenesis in early postnatal spiral ganglion.

mRNA expression and binding sites for alpha2-adrenergic receptor subtypes in muscle layers of the ileum and spiral colon of dairy cows

OBJECTIVE: To measure maximum binding capacity (B(max)) and levels of mRNA expression for alpha(2)-adrenergic receptor (AR) subtypes in ileal and colonic muscle layers of healthy dairy cows. SAMPLE POPULATION: Ileal and colonic muscle specimens from 6 freshly slaughtered cows. PROCEDURES: Ileal and colonic muscle layers were obtained by scraping the mucosa and submucosa from full-thickness tissue specimens. Level of mRNA expression for alpha(2)-AR subtypes was measured by real-time reverse transcriptase-PCR analysis and expressed relative to the mean mRNA expression of glyceraldehyde phosphate dehydrogenase, ubiquitin, and 18S ribosomal RNA. Binding studies were performed with tritiated RX821002 ((3)H-RX821002) and subtype-selective ligands as competitors. RESULTS: mRNA expression for alpha(2AD)-, alpha(2B)-, and alpha(2C)-AR subtypes was similar in ileal and colonic muscle layers. The mRNA expression for alpha(2AD)-AR was significantly greater than that for alpha(2B)- and alpha(2C)-AR subtypes, representing 92%, 6%, and 2%, respectively, of the total mRNA. Binding competition of (3)H-RX821002 with BRL44408, imiloxan, and MK-912 was best fitted by a 1-site model. The B(max) of alpha(2AD)- and alpha(2C)-AR sub-types was greater than that of alpha(2B)-AR. The B(max) and level of mRNA expression were only correlated (r = 0.8) for alpha(2AD)-AR. Ratio of B(max) to mRNA expression for alpha(2C)-AR was similar to that for alpha(2B)-AR, but significantly greater than for alpha(2AD)-AR. CONCLUSIONS AND CLINICAL RELEVANCE: Subtypes of alpha(2)-AR in bovine intestinal muscle layers are represented by a mixture of alpha(2AD)- and alpha(2C)-ARs and of alpha(2B)-AR at a lower density. Information provided here may help in clarification of the role of AR subtypes in alpha(2)-adrenergic mechanisms regulating bovine intestinal motility.