大质量且弛豫星系团的平坦密度轮廓

在本文中，我们利用 Del Popolo (2009) 引入的 SIM 方法，研究了 Newman 等人 (2012a,b) 在七个大质量且弛豫的星系团（即 MS2137、A963、A383、A611、A2537、A2667、A2390）中观测到的总密度轮廓和暗物质 (DM) 密度轮廓，以及不同量之间的相关性。与 Newman 等人 (2012a,b) 类似，在半径范围 $0.003 - 0.03r_{200}$ 内，总密度轮廓与无耗散模拟结果一致。所有星系团的暗物质轮廓斜率均平坦于 -1。斜率 $\alpha$ 的最大值（包含误差）为 A2390 的 $\alpha=-0.88$，最小值为 A2537 的 $\alpha=-0.14$。重子成分在半径 $< 5-10$ kpc 处主导质量分布，而外部分布则由暗物质主导。我们发现斜率 $\alpha$、有效半径 $R_e$ 和 BCG 质量之间存在反相关性，而核半径 $r_{core}$ 与 $R_e$ 之间存在正相关性。此外，100 kpc 内的质量（主要为暗物质）与 5 kpc 内的质量（主要为重子）相关。总质量密度轮廓的行为、暗物质密度轮廓以及上述相关性可以在双相情景中得到理解：在第一阶段耗散相中形成原 BCG，在第二阶段无耗散相中，重子团块（向中心坍缩）与暗物质晕之间的动力学摩擦使密度轮廓的内部斜率变平。简而言之，星系团之间内部斜率的大幅度散射以及斜率 $\alpha$ 与 $R_e$ 之间的反相关性是由于：为了拥有类似 NFW 的总质量密度轮廓，中心拥有更巨大 BCG 的星系团在其中心必须包含较少的暗物质，因此其内部轮廓具有更平坦的斜率。