Mestrado: Superaglomerado de Galáxias de Hydra: Investigação Fotométrica e Pertencimento Galáxia-Aglomerado

Resumo: Em escalas de dezenas de Megaparsecs (Mpcs), a distribuição de matéria bariônica e matéria escura no Universo forma a chamada teia-cósmica. Aglomerados de galáxias servem como os nós dessa intrincada estrutura, e são conectados por cadeias filamentares de galáxias e grupos que coletivamente formam superaglomerados. Neste trabalho, realizamos uma investigação fotométrica do Superaglomerado de galáxias de Hydra, uma grande aglomeração de galáxias no Universo local (z $\sim 0.012$), composta primariamente pelo Aglomerado de Hydra (Abell 1060) e seus vizinhos, como o Aglomerado de Antlia (Abell S0636). Para isso, empregamos principalmente dados do quarto Data Release do Southern Photometric Local Universe Survey (S-PLUS DR4), caracterizado por um sistema fotométrico de 12 filtros que permite a determinação de redshifts fotométricos (photo-zs) de alta precisão. Nosso objetivo primário é a determinação do pertencimento galáxia-aglomerado, que nos permite investigar as propriedades e evolução de galáxias nessas estruturas. Adicionalmente, essa informação auxilia na seleção de alvos para futuros surveys espectroscópicos como o CHANCES (CHilean Cluster galaxy Evolution Survey). Tipicamente, a determinação do pertencimento de galáxias em aglomerados e outras estruturas depende de redshifts espectroscópicos. No entanto, os custos de observações espectroscópicas extensivas e a inexistência de um survey compreensivo no hemisfério sul, comparável ao Sloan Digital Sky Survey (SDSS), restringiu essas observações apenas às galáxias mais brilhantes. Para lidar com essa limitação, nós utilizamos redshifts fotométricos para refinar a atribuição de membros em tais estruturas do hemisfério sul. Nosso trabalho incorpora o desenvolvimento e implementação de dois métodos distintos de pertencimento galáxia-aglomerado. O primeiro método emprega uma técnica de sigma-clipping, tomando em consideração a incerteza típica nos photo-zs como função da magnitude das galáxias para identificar membros dos aglomerados. Este método está sendo aplicado para selecionar alvos para observação pelo survey CHANCES. O segundo método emprega uma técnica Bayesiana robusta para atribuir probabilidades de pertencimento para galáxias em aglomerados. Esta abordagem considera toda a função de densidade de probabilidade (PDF, na sigla em inglês) dos photo-zs das galáxias como entrada. Nós testamos este método com sucesso em mocks de aglomerados e o aplicamos em aglomerados na região do Superaglomerado de Hydra, produzindo valores típicos de pureza e completeza de aproximadamente 80\%. Para o Aglomerado de Hydra, atingimos valores estimados de pureza e completeza de, respectivamente, 92\% e 68\% com um corte de 35\% na probabilidade de pertencimento usando o segundo método. Uma vez que estamos interessados em toda a região do Superaglomerado de Hydra, um resultado adicional do nosso trabalho inclui uma compilação de 121 grupos e aglomerados de galáxias coletados da literatura no volume do Superaglomerado, assim como uma busca por por fontes de raios-X do Primeiro Data Release do SRG/eROSITA All Sky Survey (eRASS1), que resultou em contrapartes na localização do Aglomerado de Hydra e Aglomerado de Antlia, e uma terceira fonte associada com a NGC~3091, uma galáxia elíptica na parte norte do Superaglomerado.