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飞溅半径能否作为星系团的可观测边界?

宇宙学与河外天体物理 2024-09-04 v2

摘要

飞溅半径被提出作为星系团的物理动机边界,因为它设定了物质下落区域与轨道主导区域之间的界限。然而,星系团是连接宇宙网纤维结构的复杂天体,它们从纤维结构中吸积物质,这会扰动它们并改变其形态。在这种情况下,估计飞溅半径和星系团边界变得具有挑战性。在这项工作中,我们使用嵌入其大尺度结构中的室女座星系团副本的约束流体动力学模拟,以研究其局部环境对飞溅半径估计的影响。我们从三个代表不同动力学状态的区域(球坍缩吸积、纤维结构和物质外流)的暗物质密度、重子密度和压力的三维径向分布中识别飞溅半径。我们还从类观测量的二维投影径向分布中识别飞溅半径:质量面密度、发射度和 Compton-y。我们表明,飞溅半径主要取决于每个区域的动力学以及不同探针追踪的物理过程。我们发现了范围从 3.3±\pm0.2 到 5.5±\pm0.3 Mpc 的多个飞溅半径值。特别是在坍缩和外流物质区域,从重子密度和压力径向分布估计的飞溅半径高估了暗物质密度分布的飞溅半径,后者被视为最初从暗物质模拟中定义的参考值。因此,在使用飞溅半径作为星系团边界时需要谨慎,特别是对于像室女座这样高度受扰动的星系团。我们还讨论了从压力径向分布中检测飞溅半径(这可能与吸积激波更相关)以及从叠加径向分布中检测飞溅半径。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.18648,
  title  = {Can the splashback radius be an observable boundary of galaxy clusters?},
  author = {Théo Lebeau and Stefano Ettori and Nabila Aghanim and Jenny G. Sorce},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.18648},
  year   = {2024}
}

备注

Published in A&A, proofs version, 14 pages, 10 figures and 1 table