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利用 CHIME/FRB 目录 2 约束 M31 中离子双曲面质量

星系天体物理 2026-03-04 v2

摘要

星系周围的周边介质(CGM)被认为是双曲面质量的重要储存库,但其总质量仍难以准确约束。我们提出了一种新方法,通过 CHIME/FRB 目录 2 中的快速射电脉冲(FRB)来探测安德鲁兹星(M31)的 CGM。将 171 条视线穿过 M31 视界内(rvir=302kpcr_{\rm vir}= 302\,\mathrm{kpc})的 FRB 位移测量值(DM)与 684 条控制样本进行比较,我们估算了 M31 CGM 贡献的 DM。我们发现内部视界(约 0--151 kpc)存在 δDM=5.9\delta\mathrm{DM} = 5.9--59.6pccm359.6\,\mathrm{pc\,cm^{-3}} 的超额 DM,在外部视界(约 151--302 kpc)存在 δDM=25.7\delta\mathrm{DM} = 25.7--64.6pccm364.6\,\mathrm{pc\,cm^{-3}} 的超额 DM。采用以闭合半径 rcloser_{\mathrm{close}} 为参数化的广义视界模型,我们约束了双曲面的质量分布,推导出 rcloser_{\mathrm{close}} 的最佳拟合值为 9.24.9+9.9rvir9.2^{+9.9}_{-4.9}\,r_{\rm vir}1σ1\sigma),对应总 CGM 质量为 Mb,halo=18.68.4+7.9×1010MM_{b,\mathrm{halo}} = 18.6^{+7.9}_{-8.4} \times 10^{10}\,M_\odot。我们的结果表明,M31 可能在扩散、离子化气体中储存了其宇宙双曲面预算的大部分内容。本工作表明,FRB 作为探测近距离星系 CGM 的强大工具,未来更大样本有望对星系视界的双曲面内容提供更紧密的约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.23749,
  title  = {Constraining the mass of the M31 ionized baryon Halo using CHIME/FRB Catalog 2},
  author = {Lordrick A. Kahinga and J. Xavier Prochaska and Sunil Simha and Calvin Leung and Amanda C. Cook and Radu V. Craiu and Gwendolyn Eadie and Emmanuel Fonseca and B. M. Gaensler and Victoria M. Kaspi and Afrokk Khan and Bikash Kharel and Adam E. Lanman and Robert A. Main and Lluis Mas-Ribas and Kiyoshi W. Masui and Paul Scholz and Ayush Pandhi and Swarali Shivraj Patil and Aaron B. Pearlman and K. Shin and Seth R. Siegel and Kendrick Smith and Michele Woodland},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.23749},
  year   = {2026}
}

备注

23 pages, 8 figures, 2 tables. Submitted to ApJ