EAGLE模拟星系周围的温热的环星系介质及其X射线与UV线吸收探测前景

我们使用EAGLE(星系及其环境的演化与形成)宇宙学模拟,研究红移0.1处质量为$\mathrm{M}_{200c}=10^{11}$-$10^{14.5}\,\mathrm{M}_{\odot}$的星系和暗物质晕周围重子以及远紫外(O VI)、极紫外(Ne VIII)和X射线(O VII、O VIII、Ne IX和Fe XVII)线吸收体的分布。EAGLE预测环星系介质(CGM)在所有晕质量下含有比星际介质更多的金属。我们在此研究的离子示踪CGM的温热、充满体积的相,但偏向于对应于每个离子碰撞电离峰的温度和高金属丰度。维里半径内的气体大多为碰撞电离,但在该半径周围及以外,以及对于O VI,光致电离变得显著。在呈现可观测量时,我们使用柱密度,但通过分析虚拟光谱量化其与等效宽度的关系。维里温度碰撞电离平衡离子分数是柱密度随晕质量变化趋势的良好预测因子,但低估了晕中离子的多样性。晕气体主导X射线线的最高柱密度吸收,但较低密度气体对来自O VI和Ne VIII的强UV吸收线有贡献。在Athena X-IFU盲巡天中可探测的O VII(O VIII)吸收体中,我们发现41(56)百分比来自$\mathrm{M}_{200c}=10^{12.0}$-$10^{13.5}\,\mathrm{M}_{\odot}$的晕。我们预测X-IFU将在77(46)百分比穿过$\mathrm{M}_{\star}=10^{10.5}$-$10^{11.0}\,\mathrm{M}_{\odot}$星系100 pkpc内的视线中探测到O VII(O VIII)(对于$\mathrm{M}_{\star}>10^{11.0}\,\mathrm{M}_{\odot}$为59(82)百分比)。因此,X-IFU将探测到与宇宙起源光谱仪对O VI探测相当的覆盖分数。