O núcleo do aglomerado de galáxias RXC J1504-0248: a natureza das estruturas filamentares

O foco deste trabalho foi o estudo do aglomerado de galáxias RXC J1504-0248, para o qual utilizamos dados fotométricos e espectroscópicos obtidos com o Telescópio Gemini Sul.
A escolha desse objeto se deu devido às suas propriedades como um aglomerado {\it cool-core} "extremo". Ele possui uma taxa prevista de deposição de massa de ~ 1000M_solar  ano⁻¹ (o que o classifica como um strong cool core e também proeminentes estruturas filamentares ao redor de sua BCG (Bohringer et al. 2005, Ogrean et al. 2010, Tremblay et al. 2015).
Estimamos a massa do aglomerado através de dois métodos independentes: massa dinâmica via Teorema do Virial e uma análise combinada de lentes gravitacionais fortes e fracas. Para a estimativa do virial, contávamos com 45 galáxias, sendo 32 delas da nossa amostra e 13 obtidas na literatura. Nós utilizamos três relações de escala diferentes entre observáveis e a massa (Carlberg et al. 1997,Biviano et al. 2006b, Evrard et al. 2008), obtendo resultados compatíveis entre si, com M₂₀₀=5.6 ± 0.1 x 10¹⁴ h⁻¹₇₀  M_solar dentro de R₂₀₀=1.6± 0.4 h⁻¹₇₀ Mpc para nossa amostra e M₂₀₀=6.8 ± 0.1 x 10¹⁴ h⁻¹₇₀  M_solar dentro de R₂₀₀=1.7± 0.4$ h⁻¹₇₀ Mpc para a amostra combinada. Para a análise de lentes, medimos a forma de 665 galáxias de fundo (assim classificadas de acordo com suas propriedades fotométricas) e também consideramos dois arcos gravitacionais com {\it redshift} espectroscópico determinado. Na análise conjunta, ajustamos um perfil do tipo NFW, utilizando os arcos gravitacionais para estimar a concentração, uma vez que eles nos fornecem informações mais robustas sobre a região central do aglomerado. Obtivemos então M₂₀₀=6.18_-2.14^+1.80 x 10¹⁴ h⁻¹₇₀  M_solar em R₂₀₀=1.65± 0.18 h⁻¹₇₀ Mpc. A compatibilidade entre os resultados, bem como com aqueles obtidos em análises independentes (Zhang et al. 2012) nos levaram à conclusão de que o aglomerado encontra-se em equilíbrio dinâmico.
No tocante à emissão da região filamentar, concentramos nossa análise no filamento central, localizado no eixo maior e alinhado com a emissão em raios-X. Ele foi dividido em três partes (central, SW e NE) e estudado a partir de suas linhas de emissão. Utilizando diagramas do tipo BPT (Baldwin et al. 1981), nós observamos que as regiões ocupadas por cada filamento nesses diagramas indicavam um ionização composta (AGN + formação estelar). No entanto, a galáxia não apresenta evidência de atividade nuclear significativa e trabalhos recentes (e.g., Ogrean et al 2010, Mittal et al. 2015) mostraram que estrelas jovens não eram suficientes para explicar a emissão observada. Da mesma forma as estrelas mais evoluídas, responsáveis pela ionização dos LINERs (Singh et al. 2013), não teriam um papel de destaque. Assim, outro mecanismo de ionização se fazia necessário.
No diagramas BPT nós observamos que as regiões SW e central se encontravam nos limites de ionização por choques dissipativos propostos por (Alatalo et al. 2016). Esses resultados são um indicativo de que a ionização do gás via choques dissapativos pode ter um papel importante no equilíbrio termodinâmico ao longo do filamento central e nos motivaram a investigar essa hipótese. Analisando a relação entre a luminosidade em H$\alpha$ e a velocidade do gás (largura da linha), segundo o modelo de(Dopita et al. 1994), estimamos que os choques seriam responsáveis por no máximo aproximadamente 20\% da luminosidade observada na região central, sendo desprezíveis nas regiões SW e NE.
Assim, concluímos que a ionização do gás via choques dissapativos pode ter um papel relevante (embora não predominante) no equilíbrio termodinâmico ao longo do filamento central. Além disso, nossa análise corrobora a hipótese de que a ionização do gás pode não ser resultado de um efeito único, sendo de fato a contribuição aproximadamente equivalente de vários fenômenos físicos.