星系团中气体与暗物质的熵
天体物理学
2008-11-26 v2
摘要
基于大尺度'绝热'（即非辐射和非耗散）的宇宙学光滑粒子流体动力学模拟，我们比较了星系团中气体和暗物质(DM)的熵分布。参数K_g = T_g \rho_g^{-2/3}用于度量星团气体的熵。类比于气体的热力学变量，DM的速度分散可关联为形式温度，从而定义K_DM = \sigma_DM^2 \rho_DM^{-2/3}。该DM熵与DM相位空间密度相关，K_DM \propto Q_DM^{-2/3}。按照其他研究，DM相位空间密度遵循幂律行为，Q_DM \propto r^{-1.82}，对应K_DM \propto r^{1.21}。模拟的星系间气体在(0.8±0.4)R_s内具有平坦的熵核心，其中R_s为NFW比例尺半径。外部轮廓遵循DM行为，K_g \propto r^{1.21}，与X射线观测结果基本一致。对DM和气体密度按其平均宇宙值进行比例缩放后发现，除了熵核心之外，K_g / K_{DM} = 0.71±0.18的常数比值始终成立。通过将气体温度扩展定义以包括也bulk动能，发现DM和气体扩展熵之比在r > 0.8 R_s处为1。气体热力学熵与DM熵的常数比意味着，对星系间气体的观测几乎可直接探测DM。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0608304,
title = {Entropy of gas and dark matter in galaxy clusters},
author = {A. Faltenbacher and Y. Hoffman and S. Gottloeber and G. Yepes},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0608304},
year = {2008}
}
备注
7 pages, 8 figures, accepted for publication in MNRAS, web page of the The Marenostrum Numerical Cosmology Project : http://astro.ft.uam.es/~marenostrum/