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星际舞蹈:观测到galaxy clusters 中的一致性自转

星系天体物理 2025-11-25 v3 宇宙学与河外天体物理

摘要

星系团的自转编码了关于其形成、动力学以及大尺度结构影响的关键信息。然而,星系团是否具有统计显著的自转以及如何进行观测测量仍是悬而未决的问题。本文首次提出了一种观测方法,用于检测星系团是否存在一致性自转。我们使用两个包含 2170 个和 1329 个质量大于 1014M10^{14}\,M_\odot 的系统的样本,这些系统选自两个公开的星系团目录(\citet{2017A&A...602A.100T} 和 \citet{2012ApJ...752...41Y}),这些目录使用两种不同算法构建,但都主要基于 SDSS 星系。通过识别在投影平面上确定的 maximizing redshift difference(ΔZmax\Delta Z_{\rm max}) 的方向来量化星系团自转。我们发现,观测到的 ΔZmax\Delta Z_{\rm max} 分布与随机化控制样本之间存在显著差异,尤其在 380kms1380\,\mathrm{km\,s^{-1}} 附近表现为显著偏离。堆叠可视化确认了红移和蓝移星系在自转轴上的空间分层。自转速度的径向轮廓表明,其随半径增长。星系团的自转速度随质量增加,从 1014M10^{14} M_\odot 处的约 360 kms1360~\mathrm{km\,s}^{-1} 增至 1015M10^{15} M_\odot 处的约 693 kms1693~\mathrm{km\,s}^{-1}。此外,星系团自转倾向于与中心星系自转平行、与最近的宇宙星系丝线垂直,尤其在更丰富的系统中。这一结果揭示了星系团中存在显著的一致性自转,这种自转受到内部动力学和大尺度结构的共同塑造。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.13597,
  title  = {The Cosmic Dance: Observational Detection of Coherent Spin in Galaxy Clusters},
  author = {Xiao-xiao Tang and Peng Wang and Yu Rong and Weiguang cui and Min Bao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13597},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 5+2 figures, accept for publication in The Astrophysical Journal Letters