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子弹星系团的 NuSTAR 观测:对逆康普顿辐射的限制

高能天体物理现象 2015-06-19 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

已使用多种仪器在硬 X 射线能段搜寻星系团的弥漫非热逆康普顿(IC)辐射,但大多数探测结果要么显著性较低,要么存在争议。非聚焦观测台站数据中存在的背景与污染不确定性导致对 IC 辐射的灵敏度降低,且误检概率更高。我们展示了在 3-30 keV 能段探测到的子弹星系团 266 ks 的 NuSTAR 观测结果。NuSTAR 前所未有的硬 X 射线聚焦能力极大消除了弥漫 IC 辐射与点源之间的混淆;然而,在最高能段背景仍占主导地位,必须对其有充分理解。为此,我们构建了一个完整的背景模型,该模型由受物理启发的组件构成,并受河外巡天场观测约束,其具体参数由目标观测非源区数据在局部导出。将此背景模型应用于子弹星系团数据,我们发现其能谱可以很好地(但并非完美地)用 kT=14.2+/-0.2 keV 的等温等离子体描述。为了进一步改善拟合,加入了第二温度分量,该分量似乎解释了来自冷核的较低温辐射,从而将主分量推至 kT~15.3 keV。我们未发现令人信服的理由引入 IC 分量来描述子弹星系团的能谱,并主张其在所有能段均由纯热气体辐射主导。保守导出的 IC 流量 90% 上限为 1.1e-12 erg/s/cm^2 (50-100 keV),这意味着 B>0.2{\mu}G 的下限,与先前报告的探测流量勉强一致。除了讨论这种差异的可能来源外,我们还评论了此项分析对未来探测星系团 IC 辐射前景的潜在意义。

关键词

引用

@article{arxiv.1403.2722,
  title  = {NuSTAR Observations of the Bullet Cluster: Constraints on Inverse Compton Emission},
  author = {Daniel R. Wik and Allan Hornstrup and Silvano Molendi and Grzegorz Madejski and Fiona A. Harrison and Andreas Zoglauer and Brian W. Grefenstette and Fabio Gastaldello and Kristin K. Madsen and Niels J. Westergaard and Desiree D. M. Ferreira and Takao Kitaguchi and Kristian Pedersen and Steven E. Boggs and Finn E. Christensen and William W. Craig and Charles J. Hailey and Daniel Stern and William W. Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1403.2722},
  year   = {2015}
}

备注

24 pages, 15 figures, submitted to ApJ