Андрей, мы говорим о современной литературной норме. Во времена Брюллова (первая половина XIX века) норма была другой. Если бы художник работал над картиной в наши дни, он, по всей вероятности, назвал бы ее «Последний день Помпеев».
Вторая фамилия склоняется, в первом варианте склоняется только мужская фамилия.
Литературная норма: Помпеи – Помпеев.
Верно: померь температуру.
Оба варианта названия жителей этого древнего города правильны. Более употребительно – помпейцы.
Запятая ставится.