Tracing Dark Matter distribution in the Universe by indirect observations and numerical simulations

Anno
2019
Proponente Marco De Petris - Professore Associato
Sottosettore ERC del proponente del progetto
PE9_14
Componenti gruppo di ricerca
Componente Categoria
Enzo Pascale Componenti strutturati del gruppo di ricerca
Roberto Maoli Componenti strutturati del gruppo di ricerca
Componente Qualifica Struttura Categoria
Gustavo Yepes PA Universidad Autonoma de Madrid - Spain Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Frederic Mayet PA LPSC - Université Grenoble Alpes - France Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Stefano Ettori Primo Ricercatore INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna - Italy Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Weiguang Cui PostDoc IfA - University of Edinburgh - UK Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Veronica Biffi PostDoc CfA - Harvard & Smithsonian, Cambridge MA - USA Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Florian Ruppin PostDoc MIT Kavli Institute for Astrophysics ans Space Research (MKI) Cambridge, MA - USA Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Monique Arnaud Director of researcher CEA Saclay Service d'Astrophysique - France Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Stefano Borgani PO Dip. Fisica - Università di Trieste - Italy Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Etienne Pointecoteau Director of research Institute for Research in Astrophysics and Planetology (IRAP), Toulouse - France Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Antonio Ferragamo PhD Instituto de Astrofisica de Canarias, La Laguna - Spain Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Juan Francisco Macias-Perez PA LPSC - Université Grenoble Alpes, Grenoble - France Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Andrea Catalano Researcher Institut NEEL CNRS, Grenoble - France Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Roberto Scaramella Astronomo Ordinario INAF - Osservatorio di Roma - Italia Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Vincenzo Fabrizio Cardone Researcher INAF - Osservatorio di Roma - Italia Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Carolina Parroni PostDoc INAF - Osservatorio di Roma - Italia Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Gemma Luzzi PostDoc ASI - SSDC - Roma - Italia Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Elena Rasia Researcher INAF- Observatory of Trieste - Italia Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Abstract

The existence of Dark Matter (DM) in the Universe is inferred indirectly by its gravitational effect. Several observations of the motions of stars and gas in galaxies, cluster galaxy radial velocities, hot gas properties inside clusters of galaxies, and gravitational lensing of distant galaxies by foreground galaxy clusters suggest the presence of large amounts of DM. Currently we know that DM makes up 23% of the total mass-energy density of the Universe.
Among the different targets to trace and to infer the presence of DM, in this Project we focus on 1) clusters of galaxies, giving us some of the strongest clues as to the nature of this component of the Universe and 2) gravitational lensing and cosmic shear tomography, the most promising tools to both investigate the nature of DM and dark energy.
The observed radial velocities of cluster galaxies suggest dynamically based cluster masses that are factors of 10, or even more, higher than that deduced by adding up the observed cluster mass (stars, IntraCluster Medium (ICM) and dust) content. Similar inference derives from gravitational lensing approach.
In this Project we plan to deeply study the amount and radial distribution of DM inside clusters of galaxies. Indeed, the clusters total mass can be inferred by different observables and with different methods. The importance of this study is because inaccurate cluster masses could induce biased cosmological results, see as an example by possible wrong cluster number counts. Multi-probe observations of clusters (by X-ray emission, in optical bands and by Sunyaev-Zel¿dovich (SZ) effect) are useful to calibrate the mass budget and to better tuning the mass bias existing between the total mass (unknown) and the mass inferred by X-ray or SZ observations under the assumption of ICM satisfying hydrostatic equilibrium in the gravitational potential well.
This is among the hot topics of current cosmological studies.

ERC
PE9_9, PE9_12, PE9_17
Keywords:
COSMOLOGIA, MATERIA OSCURA ED ENERGIA OSCURA, AMMASSI DI GALASSIE E STRUTTURE A GRANDE SCALA, ASTRONOMIA OSSERVATIVA, SIMULAZIONE NUMERICA

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