星团气体质量-温度关系：对预热效应的证据

最近的 X 射线观测被用于证明，星团气体质量-温度关系的斜率大于仅考虑重力和冲击加热效应的数值模拟所得的自相似理论预测。一个可能的解释是气体质量分数在不同温度的星团之间并非恒定，这通常被假设为常数。然而，观测上并没有充分的证据表明气体质量分数存在变化，尤其是在热星团的情况下。为了寻找观察到的趋势的另一种物理解释，我们研究了在发射加权平均温度约为 3 keV 以上的星团中，来自某种任意来源对星团气体质量-温度关系作用的预热效应。我们利用 2002 年 Babul 等人开发的、具有物理依据的解析模型，发现预热确实会导致更陡的关系。这与先前的理论研究一致。然而，与这些研究看似相冲突的是，我们认为需要更高的熵注入水平才能匹配观测结果。特别是，需要的熵底（entropy floor）约为 300 keV cm²。我们还提出了一种新测试，即在不同固定半径内研究该关系。这允许间接探测星团的密度轮廓，因为它对不同温度的星团采样不同的维里半径比例。这一测试也确认了需要较高的预热水平才能匹配观测结果。