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Fe L 壳层谱线混合是否会对中等温度星系团中的丰度测量引入偏差?

宇宙学与河外天体物理 2022-09-14 v1

摘要

在中等温度(T = 2.5 - 4.5 keV)星系团中,丰度测量几乎同等由 Fe K 和 L 跃迁驱动,分别位于 \sim 6.7 keV 和 0.9 - 1.3 keV。虽然 K 壳层导出的测量被认为可靠,但当前可用仪器的分辨率以及我们对原子过程的认识,使得 L 线复合体的建模具有挑战性,导致丰度测量的潜在偏差。在这项工作中,我们研究与 Fe L 线复合体建模相关的、可能影响中等温度区间铁丰度测量的系统误差。为此,我们选取了三个明亮星系团的样本,其具有长曝光 XMM-Newton 观测且温度在 2.5 - 4.5 keV 范围。我们用 APEC 和 APEC+APEC 模型拟合从同心环提取的能谱,交替排除 L 和 K 能段,并推导金属丰度的分数差 ΔZ/Z\Delta Z/Z,作为 K 与 L 壳层导出测量之间一致性的指示。随后将 ΔZ/Z\Delta Z/Z 分布作为星系团半径、环温度和 X 射线流量的函数进行研究。通过逐个单独拟合每个 MOS 和 pn 能谱测得的 L 诱导系统误差,在整个 2.5 - 4.5 keV 温度范围内保持为 5 - 6% 的恒定值。相反,MOS 和 pn 能谱的联合拟合导致上述估计有 1 - 2% 的轻微超出。未凸显出对环 X 射线流量的显著依赖。测得的 5 - 8% 值表明系统误差对推导铁丰度的贡献不大,为未来测量提供了信心。迄今,这些发现代表了分析中可达到的最佳系统误差估计,而未来的微热量计将显著改进我们对 Fe L 发射 underlying 原子过程的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.14827,
  title  = {Does the Fe L-shell blend bias abundance measurements in intermediate-temperature clusters?},
  author = {G. Riva and S. Ghizzardi and S. Molendi and I. Bartalucci and S. De Grandi and F. Gastaldello and C. Grillo and M. Rossetti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.14827},
  year   = {2022}
}

备注

12 pages, 7 figures, 5 tables. Accepted for publication in A&A