Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 91-104.

Galaxy clusters are key tracers of cosmic structure formation and dynamics. In this thesis, we investigate the dynamical properties of galaxy clusters using the Uchuu-UniverseMachine mock galaxy catalogue, which combines the Uchuu N-body cosmological simulation with the UniverseMachine model. Our primary focus is on the velocity anisotropy profile, β(r).
We analyze a sample of clusters with log(M200 [h−1M⊙]) ≥ 13.9 up to redshift z = 1.5, examining how β(r) varies with cluster-centric radius, mass, and redshift. We find that β(r) follows a universal shape: it increases from near-isotropic values in the core, peaks around 1.7R200, declines due to orbital mixing, and rises again in the outskirts due to first-infalling galaxies. Our results show that more massive clusters exhibit stronger radial anisotropy and that β(r) evolves with redshift, reflecting ongoing infall and dynamical relaxation. We also derive redshift-dependent scaling relations between cluster mass and key physical radii, including the hydrostatic, infall, and turnaround radii.

شود المجرات من أهم أدوات رصد تشكّل البنية الكونية ودراسة ديناميكيتها. في هذه الرسالة، نقوم بدراسة الخصائص الديناميكية لحشود المجرات باستخدام كتالوج المجرات Uchuu–UniverseMachine ، الذي يدمج بين محاكاة أوتشو الكونية ونموذج UniverseMachine. يركّز هذا العمل بشكل أساسي على تحليل بروفايل معامل تباين السرعة β(r) وقد تم تحليل عيّنة من الحشود كتلتها log⁡(M_200 [ h^(-1) M_⊙])≥13.9 ، وذلك حتى انزياح أحمر مقداره 1.5 (z=1.5)، ندرس في هذا السياق كيفية تغيّر β(r) كدالة مع نصف القطر المركزي للحشد المجري، وكتلته، والانزياح الأحمر. تشير النتائج إلى أن بروفايل β(r) له شكل عام : حيث يبدأ بقيم شبه متجانسة في مركز الحشد، وتبلغ ذروته عند نص قطر مقدارة 1.7 R_200، ثم تنخفض تدريجياً نتيجة المزج المداري، قبل أن تعاود الارتفاع في المناطق الخارجية للحشود بسبب المجرات التي تسقط للمرة الأولى. كما تُظهر النتائج أن الحشود الأكثر كتلة تُظهر تباين أقوى في اتجاه نصف القطر، وأن β(r) تتطور مع الانزياح الأحمر، مما يعكس عملية السقوط المستمر للمجرات واستمرار تطور عملية الاتزان الديناميكي للحشود. أخيرًا، تم اشتقاق علاقات (تعتمد على الانزياح الأحمر) بين كتلة الحشود المجرية وبعض الأنصاف القطرية الفيزيائية الأساسية، مثل R_hs وR_inf و .R_ta

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.