MILANO – Magistrale – Ammassi di galassie – Quanto sono completi i cataloghi di ammassi di galassie?

Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture rilassate gravitazionalmente legate, formate da galassie (5% della massa), plasma caldo (10%) e materia oscura (85%). I meccanismi fisici che descrivono gli ammassi e che ne regolano l’evoluzione sono normalmente studiati attraverso l’analisi di campioni statistici. La selezione di questi campioni avviene principalmente per banda di osservazione (in particolare ottico, X e millimetrico), e offre una visione incompleta dell’intero campione degli ammassi. L’incompletezza può essere individuata attraverso il confronto tra le proprietà dei diversi campioni (si veda la figura per un esempio) e questo é il momento giusto per farlo grazie all’attuale ricchezza di cataloghi di ammassi: le survey millimetriche hanno rilasciato da poco cataloghi (e ne rilasceranno altri tra poco), la missione in raggi X eROSITA ne rilascerà uno entro pochi mesi, e la missione ottica/infrarossa Euclid fornirà i primi cataloghi questo Ottobre.
Il nostro gruppo di ricerca offre alcune tesi magistrali che hanno l’obiettivo di mettere in luce gli effetti di selezione confrontando le distribuzioni nel piano raggio di core vs brillanza superficiale di campioni selezionati in modo diverso. In particolare, le tesi proposte vogliono misurare la distribuzione, nel piano appena indicato, di uno dei seguenti campioni a scelta dello studente (tra parentesi quadre è indicata la persona di riferimento):

• una trentina di ammassi selezionati tramite l’effetto Sunayev-Zeldovich dal catalogo del South Pole Telescope e osservati dal nostro team con il telescopio spaziale Swift, frutto di una collaborazione NASA-Osservatorio Astronomico di Brera. [Andreon]
• un campione di ammassi selezionati in raggi X usando Swift, particolarmente indicato per questo studio poichè il suo fondo bassissimo favorisce la detezione e studio delle sorgenti estese di bassa brillanza superficiale, normalmente perse nel rumore di fondo di altri strumenti. [Moretti]
• una ventina di ammassi selezionati in ottico, più una decina di ammassi potenzialmente di bassa brillanza superficiale, tutti osservati con il telescopio spaziale XMM-Newton [Trinchieri]
• un campione, selezionato in ottico, di ammassi ricchi nella porzione di cielo inclusa nella prima data release di eROSITA (per una tesi che inizia dopo la data release). [Andreon]

Più precisamente, nella tesi lo studente: a) inizierà a prendere dimestichezza con i dati in raggi X, in particolare quelli relativi a sorgenti estese, b) adatterà la nostra pipeline ai dati da analizzare e la estenderà alla misura del raggio di core; c) misurerà la distribuzione del campione nel piano raggio di core vs brillanza superficiale e la confronterà con quelle di altri campioni già pubblicati al fine di caratterizzare gli effetti di selezione.

[Legenda figura: Distribuzione in brillanza superficiale di campioni selezionati in ottico (XUCS), in raggi X (XMM-Newton & eROSITA) e nel millimetrico (ACT). I diversi criteri di selezione producono campioni con distribuzioni in brillanza superficiale manifestamente diverse. [Andreon et al. 2023]