预测星系团的非热力学压力

我们在星系团结构的解析模型中，探讨了星系团的水动力平衡状态、星系间气体的熵值分布 $K$ 以及系统非热力学压力（NTP）之间的关系。当NTP未被包含在星系团的水动力平衡状态中时，我们发现气体的对数熵斜率 $k\equiv \mathrm{d}\ln K/\mathrm{d}\ln r$ 在较大的半径 $r$ 处收敛到一个高于观测和模拟中找到的值 $k\simeq1.1$ 的值。通过对这些`原初平衡'斜率 $k_\mathrm{eq}$ 施加约束，我们能够预测必须引入到星系团水动力平衡状态中的NTP。我们解出NTP $\mathcal{F}\equiv p_\mathrm{nt}/p$ 相对于总压力 $p$ 的比例，发现 $\mathcal{F}(r)$ 是随着半径 $r$ 增大的函数，可以通过其在星系团核心处的值 $\mathcal{F}_0$ 进行参数化。对于最小NTP轮廓（即在核心处NTP为零 $\mathcal{F}_0=0$ 的解），我们发现其在 $r\gtrsim0.7r_{500}$ 处与非辐射模拟中预测的平均NTP非常吻合，但与类似半径处的观测约束不符。对于此最小NTP轮廓，我们在 $r_{500}$ 处预测 $\mathcal{F}\simeq0.20$，在 $2r_{500}$ 处预测 $\mathcal{F}\simeq0.34$；这种NTP水平会导致在 $r_{500}$ 处测量的星系团质量 $M_{500}$ 出现约 $b\simeq0.12$ 的水动力偏差。我们的结果表明，星系团的NTP在靠近virial半径的地方对其水动力平衡状态有显著贡献，在使用水动力平衡方法估计星系团的暗面质量时必须予以考虑。