红移1以来星系群和星系团中的恒星与总重子质量分数
宇宙学与河外天体物理
2009-09-28 v2
摘要
我们研究了当考虑一个大样本的星系群时，从宇宙微波背景（CMB）和星系群/团观测获得的总重子质量分数估计值之间的差异是否仍然存在。为此，从COSMOS 2平方度巡天中，仅基于X射线光度和延展性，选取了91个红移0.1 < z < 1的候选X射线星系群/贫星系团。该样本补充了27个邻近星系团，这些星系团在R_500内具有可靠且类似的总质量和恒星质量测定。包含z < 1的118个星系群和团的总样本，其M_500范围约为10¹³至10¹⁵ M_☉。我们发现，与R_500内星系相关的恒星质量分数随总质量增加而下降，关系为(M_500)^-0.37 ± 0.04，且与红移无关。利用最近推导的高质量标度关系估算总气体质量分数后，发现当M_500从<M>=5×10¹³ M_☉增加到<M>=7×10¹⁴ M_☉时，总重子质量分数(f_500^stars+gas=f_500^stars+f_500^gas)增加了约25%。在考虑了星系团内光（占总恒星质量的11-22%）和通过层级并合过程的气体消耗（气体质量的10%）的合理贡献后，总重子质量分数的估计值仍然低于最新的CMB对同一量的测量值（WMAP5），对于<M>=5×10¹³ M_☉的星系群，显著性水平为3.3σ。该差异随总质量增加而减小，在<M>=7×10¹⁴ M_☉时为1σ。我们从非引力过程（如反馈和丝状加热）的角度讨论了这一结果。
引用
@article{arxiv.0904.0448,
title = {Stellar and total baryon mass fractions in groups and clusters since redshift 1},
author = {S. Giodini and D. Pierini and A. Finoguenov and G. W. Pratt and H. Boehringer and A. Leauthaud and L. Guzzo and H. Aussel and M. Bolzonella and P. Capak and M. Elvis and G. Hasinger and O. Ilbert and J. S. Kartaltepe and A. M. Koekemoer and S. J. Lilly and R. Massey and H. J. McCracken and J. Rhodes and M. Salvato and D. B. Sanders and N. Z. Scoville and S. Sasaki and V. Smolcic and Y. Taniguchi and D. Thompson and the COSMOS collaboration},
journal= {arXiv preprint arXiv:0904.0448},
year = {2009}
}
备注
14 pages, accepted for publication in ApJ. Revised discussion, added section on systematics