Mat

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Matéria escura em galáxias e aglomerados de
galáxias

• Abílio Mateus Jr.
• IAG/USP

2
(No Transcript)
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Primeiros indícios
4
Matéria invisível?
5
Galáxias curvas de rotação
Equation here
M ?
6
Aglomerados de galáxias

• Métodos de determinação de massa
• Teorema do virial (supõe equilíbrio!)
• Raios-X (supõe equilíbrio!)
• Lentes gravitacionais
• Fração de bárions

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Raios-X
Mulchaey et al. (1993)
ROSAT
8
Lentes gravitacionais
Abell 2218 (Hubble Space Telescope)
9
Caráter não-bariônico da matéria escura
10
Nucleossíntese primordial

• Ob 0,040 0,006 (Steigman 2004)
• WMAP
• Ob 0,044 0,004

Burles et al. (1999)
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Formação de estruturas
2dF Galaxy Redshift Survey
12
(No Transcript)
13
Contexto cosmológico
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Bárions escuros
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Matéria bariônica

• Contribuição de matéria luminosa
• Conteúdo bariônico
• (nucleossíntese primordial ou observações CMB)
• 90 dos bárions do Universo
• são escuros!

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Matéria bariônica
Raffelt (1997)
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Matéria bariônica

• Quais os possíveis candidatos para essa matéria
  escura bariônica?
• Massive Astrophysical Compact Halo Objects
  (MACHOs)?
• Nuvens moleculares?
• Gás intergaláctico frio?
• Gás morno/quente?

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Candidatos

• MACHOs eventos de microlentes ocorrem, mas não
  são suficientes para povoar todo o halo galáctico
• Anãs marrons, brancas, são descartadas (Evans
  2002)

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?CDM em galáxias

• Problemas encontrados
• Distribuição de matéria centralmente concentrada
• Discos de galáxias menores do que o observado
• Elevado número de galáxias satélites anãs, grande
  número de subestruturas que não são observadas
• Bárions na forma de um gás frio condensado
  poderiam ajudar a resolver estes problemas?

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Gás frio em espirais

• Matéria escura somente é necessária além do disco
  visível de uma galáxia
• Envelope gasoso funciona como um regulador da
  formação estelar
• Sequência morfológica espirais possuem mais
  matéria escura (gás!) que elípticas

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Gás frio e formação de galáxias

• Bárions dominam as regiões centrais das galáxias,
  mascarando os cusps de matéria escura
• Extensos envelopes em torno das galáxias, menor
  perda de momento angular por fricção dinâmica
  (raios maiores)
• Galáxias pequenas mais susceptíveis a
  fragmentação e fusões, reduzindo o número de
  subestruturas

Combes (2003)
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Bárions em aglomerados

• O fato de que gás poderia estar altamente
  condensado em galáxias também é suportado pela
  alta fração bariônica em aglomerados
• A maioria dos bárions está no ICM quente
• Gás removido diretamente das galáxias (ram
  pressure stripping), ou por ventos, enriquece o
  ICM

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Bárions em aglomerados

• Em geral, a fração bariônica em aglomerados é
  tomada como representativa do Universo
• Porém...

24
Bárions em aglomerados
Ettori (2003)
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Matéria e energia no Universo
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Matéria bariônica

• Censo da fração bariônica no Universo
• 7 em gás quente
• 24 no meio intergaláctico morno (105 107 K)
• 38 no meio intergaláctico frio
• 9 em estrelas et al.,
• e 22 de bárions escuros associados com
  estruturas colapsadas

Valageas et al. (2002)
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Matéria e energia no Universo
Do que é feita ?90 da matéria não-bariônica do
Universo
Onde estão ?90 dos bárions
Energia do vácuo? Quintessência? ...
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Valor de OM
Peebles (2004)
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(No Transcript)