解决星系团的贝塔矛盾

之前的光学与 X 射线观测比较导致所谓的“$\beta$ 矛盾”，已持续约十年。标准的水力学等离子体模型预测，参数 $\beta_{spec} = \sigma_{r}^{2}/(kT/\mu m_{p})$ 描述星系单位质量能量与气体能量之比，应等于从 X 射线表面亮度分布确定的参数 $\beta_{fit}$（其中 $\rho_{gas}(r) \propto \rho_{gal}(r)^{\beta_{fit}}$）。观测结果表明出现明显矛盾：$\beta_{spec} \sim 1.2$（即星系“更热”），而 $\beta_{fit} \sim 0.65$（即气体“更热”且更广泛）。本文表明，当使用实际观测到的星系分布 $\rho_{gal}(r) \propto r^{-2.4 \pm 0.2}$ 代替之前假设的更陡峭的 King 近似 $\rho_{gal}(r) \propto r^{-3}$ 时，矛盾得以解决。我们利用大型星系团样本，找到平均值 $\beta_{spec} = 0.94 \pm 0.08$ 和 $\beta_{fit}^{corrected} = 1.25 \times \beta_{fit} = 0.84 \pm 0.10$。这些结果解决了$\beta$矛盾，为水力学星系团模型提供了支持。