Defesa de tese de doutorado
Estudante: Marcelo Ciani Vicentin
Programa: Astronomia
Título: "Brightest Cluster Galaxies como Traçadoras da Formação de Estruturas: das Simulações às Observações"
Orientador: Prof. Dr. Laerte Sodré Junior - IAG/USP
Comissão Julgadora:
- Prof. Dr Laerte Sodré Junior - Presidente e Orientador - IAG/USP
- Prof. Dr. Eduardo Serra Cypriano - IAG/USP
- Profa. Dra. Ângela Cristina Krabbe - IAG/USP
- Profa. Dra. Ana Laura O’Mill - OAC/UNC (por videoconferência)
- Prof. Dr. Rubens Eduardo Garcia Machado - UTFPR
- Prof. Dr. André Luís Batista Ribeiro – UESC (por videoconferência)
Membros suplentes:
- Profa. Dra. Paula Rodrigues Teixeira Coelho – IAG/USP
- Dr. Ricardo Lourenco Correia Ogando – ON/MCTI
- Prof. Dr. Paulo Afrânio Lopes - OV/UFRJ
- Profa. Dra. Cristina Furlanetto - UFRGS
- Prof. Dr. Gastão Bierrenbach Lima Neto - IAG/USP
- Profa. Dra. Claudia Lucia Mendes de Oliveira - IAG/USP
Resumo:
Aglomerados de galáxias constituem as estruturas gravitacionalmente ligadas mais massivas do Universo, enquanto seus progenitores—protoaglomerados—desempenham um papel fundamental na compreensão das fases iniciais de formação de estruturas e da evolução galáctica. Esta tese investiga a conexão entre as Brightest Cluster Galaxies (BCGs), o ambiente em larga escala e a identificação de aglomerados e protoaglomerados em grandes levantamentos fotométricos, combinando simulações cosmológicas com dados observacionais do Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (HSC-SSP). Na primeira parte, analisamos a evolução da massa estelar de BCGs utilizando o modelo semi-analítico L-GALAXIES aplicado à simulação Millennium. Ao acompanhar 180 aglomerados e seus progenitores, mostramos que (proto)BCGs apresentam trajetórias evolutivas distintas comparadas às de outras galáxias massivas de aglomerados e de campo. BCGs formam suas estrelas de maneira precoce (z ∼ 4), mas acumulam a maior parte de sua massa tardiamente, principalmente por meio de fusões. Suas progenitoras ocupam consistentemente as regiões mais densas dos sistemas em formação, reforçando seu papel como traçadores confiáveis do colapso inicial de aglomerados. A segunda parte apresenta um novo algoritmo baseado na densidade local de massa estelar associada à galáxias massivas, para identificar candidatos a aglomerados e protoaglomerados no intervalo 0.1 < z < 2 em grandes levantamentos fotométricos. Utilizando mocks realistas (PCcones), otimizamos a seleção de (proto)BCGs como traçadores centrais de sobredensidades e atribuimos galáxias-membro por meio de modelos probabilísticos baseados em massa estelar, posição e redshift fotométrico. O método atinge alta pureza e completeza em ampla faixa de massas de halo e estabelece relações robustas entre massa de halo e riqueza. Na terceira parte, aplicamos o algoritmo aos dados do HSC-SSP Wide, incorporando novas estimativas de redshifts fotométricos baseadas em aprendizado profundo de máquina, e produzindo um catálogo com 16.007 candidatos a (proto)aglomerados. Esses sistemas traçam picos proeminentes de densidade estelar até z ∼ 2. A comparação com catálogos existentes revela alta complementaridade entre diferentes métodos, e mostra que o nosso método seleciona um conjunto de candidatos interessante que não intersecta com os demais catálogos, destacando a importância da aplicação de técnicas distintas para detecção dessas estruturas. Em conjunto, estes resultados estabelecem um arcabouço coerente que conecta a física da evolução de BCGs com a identificação de estruturas em larga escala em dados fotométricos, fornecendo um dos maiores catálogos de candidatos a (proto)aglomerados até o momento e preparando o terreno para futuros acompanhamentos espectroscópicos.
Palavras-chave: Levantamentos fotométricos, Simulações, Aglomerados de galáxias, Brightest cluster galaxies, Formação e evolução de galáxias, Altos redshifts