来自弛豫星系团的宇宙学与天体物理学 V:与冷暗物质结构形成的一致性

本文是研究大质量、动力学弛豫星系团的天体物理学与宇宙学的一系列论文中的第五篇。我们的样本包含在本系列论文 I 和 II 中被确认为动力学弛豫且热的大质量星系团共 40 个。此处我们利用来自 X 射线数据的星系团质量分布约束,来检验冷暗物质 (CDM) 范式中宇宙学结构形成的一些基本预测。我们给出了大质量星系团的浓度-质量关系约束,发现其具有幂律质量依赖关系,斜率为 $\kappa_m=-0.16\pm0.07$,与 CDM 预测一致。对于该弛豫样本,该关系与作为红移函数的常数一致(随 $1+z$ 的幂律斜率为 $\kappa_\zeta=-0.17\pm0.26$),本征散布为 $\sigma_{\ln c}=0.16\pm0.03$。我们研究了数据探测的径向范围内(通常为 $\sim50$kpc--1Mpc)星系团质量分布的形状,并检验了对简单 Navarro, Frenk & White (NFW) 形式的偏离,后者的密度分布对数斜率在小半径处趋于 $-1$。具体而言,我们考虑了广义 NFW (GNFW) 和 Einasto 参数化作为替代。对于 GNFW 模型,我们发现内对数斜率的(负)平均值为 $\beta=1.02\pm0.08$,本征散布为 $\sigma_\beta=0.22\pm0.07$;而在 Einasto 情形下,我们约束平均形状参数为 $\alpha=0.29\pm0.04$,本征散布为 $\sigma_\alpha=0.12\pm0.04$。因此,我们的结果平均而言与简单的 NFW 模型一致,但我们清楚地探测到了围绕平均值的团对团本征散布的存在。