高分辨率 X 射线光谱时代下的星系团内介质制图
高能天体物理现象
2023-10-04 v1 宇宙学与河外天体物理
星系天体物理
摘要
软 X 射线高分辨率光谱将开启绘制星系团中多相气体并探测星系团内介质 (ICM) 物理的新窗口，包括化学富集历史、大尺度结构演化过程中的物质与能量循环、恒星与黑洞反馈、晕位力化以及气体混合过程。eV 级光谱分辨率、大视场和有效面积对于将星系团发射与银河系前景分离并高效绘制星系团外围至关重要。最近已提出若干满足这些标准的任务概念，例如 LEM、HUBS 和 SuperDIOS。本理论研究探讨了利用此类任务可恢复哪些 ICM 物理信息及相关的挑战。我们强调需要综合比较模拟与观测以正确解释高分辨率光谱观测。以 Line Emission Mapper (LEM) 特性为例，我们证明它能够利用来自星系团外围的软 X 射线发射线（例如 O VII/VIII 和 Fe-L 复合体）来测量直至 r_200 及更远气体的热力学、化学和运动学性质。通过生成含完整背景的模拟观测、用观测方法分析其图像/光谱，并将恢复的特征与模拟中的真实特征比较，我们为未来任务制定了六个关键科学驱动，包括探索星系团中的多相气体（例如温度涨落、相空间分布）、金属丰度、ICM 气体整体运动与湍流功率谱、ICM-宇宙纤维相互作用，以及星系团宇宙学的进展。
引用
@article{arxiv.2310.02225,
title = {Mapping the Intracluster Medium in the Era of High-resolution X-ray Spectroscopy},
author = {Congyao Zhang and Irina Zhuravleva and Maxim Markevitch and John ZuHone and François Mernier and Veronica Biffi and Ákos Bogdán and Priyanka Chakraborty and Eugene Churazov and Klaus Dolag and Stefano Ettori and William R. Forman and Christine Jones and Ildar Khabibullin and Caroline Kilbourne and Ralph Kraft and Erwin T. Lau and Sheng-Chieh Lin and Daisuke Nagai and Dylan Nelson and Anna Ogorzałek and Elena Rasia and Arnab Sarkar and Aurora Simionescu and Yuanyuan Su and Mark Vogelsberger and Stephen Walker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.02225},
year = {2023}
}
备注
24 pages, 26 figures, submitted to MNRAS. Comments are welcome