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引力透镜对星系团质量分布形状与溅回半径的约束

宇宙学与河外天体物理 2017-03-08 v2

摘要

星系团周围的引力透镜信号原则上可用于检验数值模拟对其平均质量分布的详细预测。然而,当跨越很宽星系团质量范围的样本以物理长度单位被平均时,分布的固有形状可能被平滑掉。这种效应特别掩盖了梯度的急剧变化,例如与溅回半径相关的陡降——溅回半径是吸积晕中最外层尖点对应的锐利边缘。我们通过将单个晕分布缩放至多个球面超密度半径来优化此类局部特征的提取,并将该方法应用于哈勃望远镜星系团透镜与超新星巡天(CLASH)所观测的 16 个 X 射线选取的大质量星系团。通过对 Umetsu 等人提出的弱透镜与强透镜数据进行正向建模,我们表明,无论缩放超密度如何,投影的集合密度分布在 R2.5h1R \sim 2.5h^{-1}Mpc 以内可由 NFW 或 Einasto 分布极好地描述,超出该范围则分布变平。我们将 NFW 浓度约束为 c200c=3.66±0.11c_{200c} = 3.66 \pm 0.11(对应 M200c1.0×1015h1MM_{200c} \simeq 1.0 \times 10^{15}h^{-1}M_\odot),这与先前使用传统叠加透镜分布的工作一致且有所改进,并与理论预期高度吻合。假设采用 Diemer & Kravtsov 的分布形式以及从数值模拟校准的通用先验,我们在 68% 置信度下对星系团晕的溅回半径设定了下限(若其存在):Rsp/r200m>0.89R_{sp}/r_{200m} > 0.89Rsp>1.83h1R_{sp} > 1.83h^{-1}Mpc)。当星系团分布以 r200mr_{200m} 缩放时,相应的密度特征最为显著,而在缩放至更高超密度时则被平滑掉。

关键词

引用

@article{arxiv.1611.09366,
  title  = {Lensing Constraints on the Mass Profile Shape and the Splashback Radius of Galaxy Clusters},
  author = {Keiichi Umetsu and Benedikt Diemer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1611.09366},
  year   = {2017}
}

备注

Minor changes to match the version published in ApJ; new simulations using analytic lenses with a splashback-like feature included (see Figure 1, Section 2.5, Appendix B); 16 pages, 6 figures, 3 tables