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利用新X射线星系团样本通过$L_{\text{X}}-T$标度关系探测宇宙各向同性

宇宙学与河外天体物理 2020-04-09 v1

摘要

晚期宇宙的各向同性是天文学中广为使用的假设。然而,近期许多研究报道了偏离各向同性的现象,但尚未得出确定性结论。新的、独立且稳健检验宇宙各向同性的方法至关重要。本工作中,我们研究了星系团X射线光度-温度(LXTL_X-T)关系的方向性行为。在X射线发射的星系团内介质中,光度与温度之间存在紧密关联。虽然测得的光度依赖于底层宇宙学,温度却可在无任何宇宙学假设下确定。利用此性质,可有效检验全河外天空宇宙学参数的各向同性。此处,我们使用来自MCXC星表的313个均匀选取的X射线星系团,并获取了它们全部的核心剔除温度。我们发现LXTL_X-T关系的表现严重依赖于天空方向。在(l,b)(280,20)(l,b)\sim (280^{\circ}, -20^{\circ})方向探测到约4σ4\sigma水平的强各向异性。检验了若干可能解释这些各向异性的X射线与星系团相关效应,但均不能解释。有趣的是,另外两个可用的星系团样本在整个天空中呈现相似行为,且彼此完全独立并与我们的样本无关。对三个样本进行联合分析,最终各向异性进一步增强(约5σ5\sigma),朝向(l,b)(303,27)(l,b)\sim (303^{\circ}, -27^{\circ}),与其他宇宙学探测结果吻合良好。该结果表明,假设完美各向同性的X射线星系团研究,无论根本原因属宇宙学还是X射线相关,均会产生强烈偏倚的结果。因此,确定这些各向异性的确切性质至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.03305,
  title  = {Probing cosmic isotropy with a new X-ray galaxy cluster sample through the $L_{\text{X}}-T$ scaling relation},
  author = {K. Migkas and G. Schellenberger and T. H. Reiprich and F. Pacaud and M. E. Ramos-Ceja and L. Lovisari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.03305},
  year   = {2020}
}

备注

To appear in A&A, April 2020 (44 pages with Appendix, 34 figures), Press releases from NASA/Chandra, ESA, Uni. of Bonn