Comparando as temperaturas de aglomerados de galáxias a partir de simulações hidrodinâmicas N-body com observações do Chandra e XMM-Newton

Estudos teóricos dos processos físicos que orientam a formação e evolução de galáxias e aglomerados de galáxias na região de raios-X são baseados principalmente nos resultados de simulações hidrodinâmicas N-body numéricas, que por sua vez são frequentemente comparadas diretamente com observações em raios-X. Embora sejam triviais em princípio, essas comparações nem sempre são simples. Demonstramos que a temperatura espectroscópica projetada de aglomerados termicamente complexos obtida a partir de observações em raios-X é sempre inferior à temperatura ponderada pela emissão, que é amplamente utilizada na análise de simulações numéricas. Mostramos que esse viés de temperatura está principalmente relacionado ao fato de que a temperatura ponderada pela emissão não reflete as propriedades espectrais reais da fonte observada. Isso tem implicações importantes para o estudo de estruturas térmicas em aglomerados, especialmente quando gradientes de temperatura fortes, como frentes de choque, estão presentes. Devido a esse viés, em observações reais, as frentes de choque aparecem muito mais fracas do que o previsto pelos mapas de temperatura ponderada pela emissão e podem não ser detectadas. Isso pode explicar por que, embora simulações numéricas prevejam que as frentes de choque são uma característica bastante comum em aglomerados de galáxias, até hoje há pouquíssimas observações de objetos nos quais elas são claramente visíveis. Para resolver esse problema, propomos uma nova fórmula, a função de temperatura tipo espectroscópica, e mostramos que, para temperaturas superiores a 3 keV, ela aproxima a temperatura espectroscópica com uma precisão melhor que alguns por cento, tornando as simulações mais diretamente comparáveis às observações.