利用宇宙学模拟检验星系团外围的 X 射线测量

随着 X 射线和微波新观测手段的出现，星系团外围的研究已成为河外天体物理学和宇宙学的新前沿之一。然而，星系团内介质 (ICM) 这一弥散且方位不对称组分的热力学性质和化学增丰仍未被充分理解。本文首次系统地探讨了这些区域中潜在的观测偏差。为了评估大半径处 ($>{R}_{500c}$) 星系团属性的 X 射线测量，我们使用了宇宙学星系团模拟的模拟 Chandra 分析。该流程与用于 Chandra 观测的流程完全相同，但本文讨论的偏差适用于 ${R}_{500c}$ 之外的所有 X 射线观测。我们的分析发现：(1) filament 区域在 $R_{200c}$ 处对发射度量的贡献可高达 $50\%$；(2) 在多温 ICM 中，通过模型拟合模拟 X 射线光谱得出的 X 射线温度和金属丰度分别变化达 $10\%$ 和 $50\%$ 的水平；(3) 由此产生的密度剖面在 $R_{200c}$ 范围内变化在 $10\%$ 以内，而气体质量、总质量和重子分数均在百分之几以内变化；(4) 金属丰度外推值比真实金属丰度高五倍所导致的偏差，会使总质量测量值偏高 $20\%$，总气体测量值偏低 $10\%$；(5) 星系团的投影差异和动力学状态差异可分别导致气体密度斜率测量值相差 $15\%$ 和 $30\%$。所呈现的结果可以部分解释近期由 Suzaku 等仪器在星系团外围进行的一些气体剖面测量。我们的发现与未来来自星系团外围的 X 射线宇宙学约束密切相关。