利用一个简单而精确的模型探索星系团内气体的能量学

我们利用一组模型星团研究了星系团中热气体的状态，这些模型星团通过假设多方状态方程(Gamma=1.2)和在来自暗物质模拟的引力势阱中的流体静力学平衡来构建。模型中包含了恒星形成、能量输入和非热压支持。为了匹配非辐射流体动力学模拟中看到的气体分数，在星团形成过程中，大约5%的暗物质结合能必须转移给气体；非热压支持的存在会增加这个值。为了匹配X射线观测，必须打破无标度行为。这可能是由于恒星形成效率随星团质量M_500变化，或者是由于输入了与形成的恒星质量M_F成正比的额外能量。这两个过程对X射线标度关系有相似的影响。如果9%的气体转化为恒星，且与星团质量无关，则需要1.2e-5*M_Fc^2(或每个粒子约1.0 keV)的反馈能量输入才能匹配观测到的星团。或者，如果恒星质量分数随M_500^-0.26变化，则需要较低的4e-6*M_Fc^2的反馈；如果恒星分数随M_500^-0.49急剧变化，则不需要额外的反馈。这些模型星团再现了观测到的气体温度和气体质量分数随星团质量的变化趋势，以及观测到的熵和压力轮廓；因此它们为解释即将进行的SZ巡天提供了一个校准基础。气体能量增加的一个后果是，即使在最大质量的星团中，维里半径内的重子分数也小于宇宙平均值的约90%。