Revisando relações de escala em grupos e aglomerados de galáxias

Resumo

Relações de escala bem calibradas entre as propriedades observáveis e a massa total de aglomerados de galáxias são importantes para a compreensão dos processos físicos que dão origem à estas relações. Eles também são um ingrediente fundamental para estudos que visam restringir os parâmetros cosmológicos usando aglomerados de galáxias, pois a medida de massas individuais para um grande número de sistemas é observacionalmente muito caro. Assim, faz-se necessário determinar relações de escalas robustas capazes de relacionar a massa total dessas estruturas a quantidades que são mais facilmente observadas. Relações de escala são expressões matemáticas que relacionam pares de quantidades físicas de algum sistema. Normalmente elas são descritas como leis de potência em torno da distribuição média, onde os pontos se espalham segundo uma distribuição log-normal. Essas relações são correlações positivas, com os maiores sistemas tendo em média, valores maiores para as outras grandezas. Para os aglomerados de galáxia, as relações de escala resultam da física de formação e evolução dessas estruturas. Se a gravidade é o processo dominante, os modelos auto-similares resultantes prevê em relações de escala simples entre as propriedades básicas dos aglomerados e a massa total. Três correlações são particularmente importantes: a relação entre a luminosidade em raio-X e temperatura (L_X-T_gas), a massa total e a temperatura (M_tot-T_gas) e a luminosidade em raio-X e a massa total (L_X-M_tot). Entretanto, essas relações são válidas somente sob a condição de equilíbrio hidrostático. Assim, quantificar os erros associados quando introduzimos na amostra objetos fora do estado de equilíbrio hidrostático, quando analisamos sistemas de alta e baixa massa em conjunto, quando analisamos dados de diferentes satélites, etc. é de extrema importância. Dentro desse contexto, o objetivo deste trabalho é analisar os limites das relações de escala e a dispersão dos ajustes quando lidamos com uma grande amostra de objetos em um grande intervalo de redshift e massa. Para isso, usaremos o catálogo MCXC (Piffaretti et al. 2011) que apresenta a compilação e as propriedades de 1743 sistemas observados em raio-X no intervalo de redshift de 0.01 < z < 1.0. Os dados foram sistematicamente homogeneizados para R_500 e as fontes duplicadas foram cuidadosamente tratadas. Para cada sistema, o MCXC fornece a identificação, redshift, as coordenadas ascensão reta e declinação, o nome catálogo original, luminosidade padronizada na banda de energia de [0,1-2,4] keV (L_500), a massa total (M_500), e o raio (R_500).