星系形成对星系簇 X 射线演化的影响

我们提出了一种新的星系簇介质 X 射线特性模型，显式包括星系演化过程中释放能量对气体加热的作用。我们将 Cole 等人半分析星系形成模型与简单模型相结合，用于计算星系簇的演化，后者描述星系簇气体的径向剖面。我们关注星系簇 X 射线亮度函数以及 X 射线温度与亮度之间的关系。我们表明，仅凭冷却无法解释观测到的 T-L 关系的平坦性，也无法解释观测到的 X 射线亮度函数缺乏显著红移演化。相反，气体加热可以解决这两个问题：在 $\Lambda$-CDM 宇宙学下，我们的模型对 T-L 关系和 X 射线亮度函数都能较好地复现。此外，我们预测这两个性质在 z=0.5 之内仅有弱演化，与最新的观测数据相符。成功的模型需要每颗形成恒星质量输入 1--2 x 10^49 ergs 的能量。这相当于与星系形成相关联的超新星释放的总能量。因此，除非星系间超新星能量传递给星系簇气体的效率非常高（或或许不切实现实），否则需要额外的能量来源，如来自 AGN 风的机械能。然而，初始能量输入通过星系簇原型合并对星系簇介质的响应而得到放大，可能减轻能量要求。我们的模型对高红移处星系簇和星系的 X 射线特性作出明确的预测，这些预测可能很快将被来自 Chandra 和 Newton 卫星的数据所检验。