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后发星系团气体湍流的制图:Astro-H预测

宇宙学与河外天体物理 2016-02-03 v2 天体物理仪器与方法

摘要

Astro-H 将首次能够绘制气体速度图并探测星系团中的湍流。湍流研究的最佳目标之一是后发星系团,因为它距离近、无冷却核心且缺乏中心活动星系核。为了确定 Astro-H 能对后发星系团速度场施加何种限制,我们构建了投影气体速度的模拟图并计算了二阶结构函数(速度功率谱的类似物)。我们改变湍流功率谱的注入尺度、耗散尺度、斜率和归一化,并将测量误差和有限采样应用于速度场。我们发现,即使对星系团覆盖稀疏,Astro-H 也将能够测量马赫数和湍流功率谱的注入尺度——这些量决定了沿湍流级联向下的能量通量以及被气体平流输送的一切(金属、宇宙射线等)的扩散率。除非耗散尺度或惯性区斜率处于物理动机区间之外,Astro-H 对功率谱的耗散尺度或斜率不敏感。结合结构函数和速度弥散数据,我们给出了多种可能指向构型下注入尺度和功率谱归一化的预期置信区间。重要的是,我们还确定谱线位移的测量误差会使速度结构函数向上偏倚,并展示了如何修正这一偏倚。

关键词

引用

@article{arxiv.1505.07848,
  title  = {Mapping the Gas Turbulence in the Coma Cluster: Predictions for Astro-H},
  author = {J. ZuHone and M. Markevitch and I. Zhuravleva},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1505.07848},
  year   = {2016}
}

备注

18 pages, 13 figures. Matches published ApJ version, except that it fixes an error in the left panel of Figure 5 that is being addressed in an ApJ erratum