稳态辐射星系团的径向结构、内流与中心质量

我们分析了由多种相互渗透流体组成的自引力球体的径向结构，例如星系团的X射线发射气体和暗晕。在这些双多方模型中，绝热暗物质处于平衡状态，而气体则发展出逐渐、平滑、准稳态的冷却流。两者都影响并响应集体引力场。我们发现，所有亚声速、径向连续、稳态解都需要一个非零的最小中心点质量。对于具有7到10个有效自由度(F2)的Mpc尺度晕，最小中心质量与超大质量黑洞的观测结果一致。较小的气体质量内流使得在更宽的F2范围内能够有更小的中心质量。晕在中心质量周围包含一个尖锐的尖峰，嵌入在一个近乎恒定密度的核内(在10-10^2.5 kpc尺度上)，其外围区域衰减并在有限半径(几个Mpc)处自然截断。气体密度在径向上类似于分段幂律，但温度在暗核内部下降和上升。由于引力自加热，存在一个有限的最小温度，无需冷质量脱落也不需要调节加热。来自星系团内介质的X射线发射类似于一个β模型加上明亮的致密核。气体流中的近声速点是允许稳态解的瓶颈；最外层的位于kpc尺度。在远离平衡的强扰动期间，这些位置可能优先发展出冷质量脱落。在声速点内部，气体比熵的轮廓比$s \propto r^{1/2}$更平坦，但这只是一个浅斜坡，而不是等熵核。当F2很大时，内晕尖峰在中心秒差距尺度上仅勉强满足金斯稳定性，这表明一个大的非线性扰动可能触发局域暗物质向中心天体的坍缩。