星系团中成员星系与暗物质的偏移：基于Illustris模拟的检验

具有非零自相互作用截面($\sigma_{\rm SIDM}$)的暗物质被提出作为解决许多突出天体物理之谜的方案。许多关于合并星系团的研究基于成员星系群与暗物质分布之间的空间偏移给出了对$\sigma_{\rm SIDM}$的约束。假设$\sigma_{\rm SIDM} = 0$，我们观察到合并星系团中星系-暗物质偏移值的可能性有多大？为回答此问题，我们使用来自Illustris（一个$\Lambda$CDM宇宙学模拟）的数据制定了假设检验。我们在z~0处选择了43个Illustris星系团及其星系成员，并检查了常用星系汇总统计量的准确性，包括核密度估计(KDE)亮度峰值、KDE数密度峰值、收缩孔径、质心以及最亮团星系(BCG)的位置。我们利用暗物质粒子重现了基于引力透镜星系团图识别暗物质峰的常用方法。通过分析每个星系团的768个投影，我们确定了星系-暗物质偏移测量的乐观噪声底。我们发现，星系汇总统计量的选择对推断的偏移值有显著影响，其中BCG和亮度峰值给出了最紧的68百分位偏移水平，分别$\lesssim$ 4 kpc和$\lesssim$ 32 kpc。收缩孔径、数密度和质心在68百分位水平上给出了约50-100 kpc的大偏移散射，即使对于仅有一个主导质量成分的星系团也是如此。在我们检查的15个已报道的来自观测合并星系团的偏移中，有13个与Illustris非松弛星系团偏移在2σ（95百分位）水平上一致，即与$\Lambda$CDM是真实底层物理模型的假设一致。