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El Gordo 星系团在任何合理的碰撞速度下都挑战 {\Lambda}CDM

宇宙学与河外天体物理 2023-09-11 v2

摘要

El Gordo (ACT-CL J0102-4915) 是一个异常巨大且明亮的星系团碰撞。在先前研究中,我们发现当采用 Zhang 等人流体动力学模拟的标称质量与落入速度值(M200=3.2×1015MM_{200} = 3.2 \times 10^{15} M_{\odot}Vinfall=2500 km s1V_{\textrm{infall}} = 2500~\textrm{km~s}^{-1})时,El Gordo 与 Λ\LambdaCDM 标准模型存在 6.2σ6.2\sigma 张力。Kim 等人近期的弱透镜研究表明 El Gordo 的质量实为 2.130.23+0.25×1015M2.13^{+0.25}_{-0.23} \times 10^{15} M_{\odot}。在此我们针对新质量估计,假设若干 VinfallV_{\textrm{infall}} 值,探究 El Gordo 与 Λ\LambdaCDM 之间的张力水平。我们发现,要将张力降至 5σ5\sigma 以下,El Gordo 子团应具有 Vinfall<2300 km s1V_{\textrm{infall}} < 2300~\textrm{km~s}^{-1}(当考虑与 Bullet Cluster 的联合张力时 Vinfall<1800 km s1V_{\textrm{infall}} < 1800~\textrm{km~s}^{-1})。据我们所知,迄今进行的 El Gordo 流体动力学模拟要求 Vinfall2500 km s1V_{\textrm{infall}} \geq 2500~\textrm{km~s}^{-1} 以同时重现其形态及高 X 射线光度与温度。因此我们结论:El Gordo 仍对 Λ\LambdaCDM 宇宙学构成显著挑战。El Gordo 的性质能否与更低 VinfallV_{\textrm{infall}} 相协调,应通过探索不同相互作用构型的新流体动力学模拟来检验。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.00744,
  title  = {The El Gordo galaxy cluster challenges {\Lambda}CDM for any plausible collision velocity},
  author = {E. Asencio and I. Banik and P. Kroupa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.00744},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 1 figure. Matched to version published in The Astrophysical Journal as closely as possible