Aglomerados de galáxias selecionados através do efeito Sunyaev-Zel'dovich em dados de 5 anos da pesquisa principal SPT-3G

Relatamos um novo catálogo de aglomerados de galáxias, selecionado usando o efeito térmico Sunyaev-Zel'dovich (SZ), a partir de 5 anos de observações do campo principal do SPT-3G. Este trabalho apresenta uma compilação abrangente de aglomerados identificados por meio de dados de alta resolução, contribuindo significativamente para o estudo da formação e evolução de estruturas cósmicas. A metodologia empregada garante uma seleção robusta, permitindo investigações detalhadas sobre as propriedades desses sistemas massivos no universo.

Os dados utilizados foram extraídos de observações com resolução de minuto de arco, apresentando níveis de ruído branco de 3, 2, 2, 5 e 8, 9 $\mu$K-arcmin nas frequências de 95, 150 e 220 GHz, respectivamente. A amostra resultante compreende 8.892 candidatos a aglomerados, detectados com uma significância superior a $\xi=4$. A pureza esperada para esta amostra é de mais de 82%. Adicionalmente, por meio da análise de dados ópticos e infravermelhos complementares, conseguimos confirmar 7.190 desses candidatos como aglomerados de galáxias, solidificando a confiabilidade do catálogo.

A amostra de aglomerados abrange um vasto intervalo de massa, com valores a partir de $7, 9 \times 10^{13}$ $M_\\odot/h_{70}$. Dentro deste catálogo, identificamos 271 aglomerados localizados em redshifts superiores a $z>1, 5$, o que os torna objetos valiosos para o estudo da evolução de aglomerados em épocas cosmológicas mais remotas. A distribuição de massa e redshift desses aglomerados oferece insights cruciais sobre os mecanismos de crescimento e agregação de matéria escura e bariônica ao longo da história do universo.

Realizamos uma correspondência cruzada detalhada com catálogos existentes, incluindo o eRASS1 de aglomerados e catálogos de fontes pontuais. Este processo resultou na identificação de 1.279 correspondências com o eRASS1 e 1.319 correspondências com as fontes pontuais, respectivamente. A comparação das estimativas de massa obtidas para os aglomerados do SPT com as do eROSITA demonstrou uma concordância relativa, reforçando a consistência e a precisão das nossas medições. Essa validação inter-catálogo é fundamental para a robustez dos resultados apresentados.

Para assegurar a confiabilidade dos dados, conduzimos uma série de verificações de validação rigorosas, utilizando divisões de dados internos e comparações com amostras externas. Esses testes revelaram um aumento na emissão correlacionada, especificamente a emissão "empoeirada", em função do redshift. Observamos um incremento de temperatura na banda de 220 GHz que é aproximadamente 17 vezes maior para aglomerados em $z\\sim1.5$ em comparação com aqueles em $z\\sim0.25$. No entanto, as evidências de emissão síncrotron correlacionada foram consideradas fracas, sugerindo diferentes mecanismos de emissão dominantes em distintas faixas de redshift.

Finalmente, a análise dos dados permitiu identificar vários aglomerados que se destacam como promissores candidatos a lentes gravitacionais fortes. Esses objetos são de particular interesse, pois podem oferecer oportunidades únicas para investigar a distribuição de massa em escalas cosmológicas e para detectar galáxias distantes que seriam, de outra forma, inobserváveis. Estudos futuros focados nesses candidatos podem revelar informações valiosas sobre a matéria escura e a formação de galáxias em épocas primordiais.