银河系团中暗物质与气体分布的数值模型

我们使用高分辨率非辐射性流体动力学模拟的星系团，获得了 DM 与气体分布的简单解析公式。我们对 DM 密度、速度离散和速度各向异性进行了拟合。我们利用这些模型通过热力学平衡假设检验 Jeans 方程：我们发现该方程被很好地满足。这一结果表明我们的拟合构成了一个自洽的数值模型。我们随后扩展了分析，研究气体的密度、温度和速度结构，仅基于热力学平衡假设，不对动力学状态或状态方程作进一步假设。气体与 DM 显示自相似的密度分布，直至 0.06 R_vir；而在更小的半径处，气体产生中心核。气体温度在直至 0.2 R_vir 时几乎等温，随后迅速下降，直至 R_vir 处的温度为原值的 1/2。我们发现气体并非在 R_vir 内静止：速度离散随半径增大，运动方向近似各向同性或略偏向切向，并且对总压力的支撑作出贡献。我们测试了模型，采用热力学平衡方程的推广形式，其中正确考虑了气体运动。我们发现我们的拟合能准确描述整个系统：气体处于平衡状态，是整体星系团势能的良好探测器，前提是考虑了所有项，而较简单的假设（如 beta 模型）会导致系统性质量低估。我们还发现，如果忽略气体速度，则简单的等温模型在大尺度上的表现优于非等温模型。