EAGLE模拟星系周围的温-热环星系介质及其X射线线发射探测前景

我们利用EAGLE模拟估计了星系环星系介质(CGM)在大质量暗晕范围($\mathrm{M}_{\mathrm{200c}} = 10^{11.5}$-$10^{14.5}\,\mathrm{M}_{\odot}$)内X射线金属线发射的可探测性。借助XRISM Resolve仪器，来自$\mathrm{M}_{\mathrm{200c}} \gtrsim 10^{13}\,\mathrm{M}_{\odot}$暗晕的若干明亮(K-$\alpha$或Fe L壳层)谱线应当可被探测到。使用Athena X-IFU或Lynx Main Array，$\mathrm{M}_{\mathrm{200c}} \gtrsim10^{12.5}\,\mathrm{M}_{\odot}$暗晕内区CGM的发射线(特别是来自O VIII和O VII的)变得可探测，并且星系群内和星系团内气体将可探测至维里半径。借助Lynx Ultra-high Resolution Array，宿主为$\mathrm{L}_{*}$星系的暗晕内区CGM也可被观测到。这些估计确实假定了长曝光时间($\sim 1\,$Ms)和大空间 bins($\sim1$-$10\,\mathrm{arcmin}^{2}$)。该发射由碰撞电离(CI)气体主导，且倾向于来自暗晕中心。发射偏向于接近CI气体最大发射率温度($\mathrm{T}_\mathrm{peak}$)的温度以及高密度和高金属丰度。然而，对于K-$\alpha$线，在维里化、充满体积的气体比$\mathrm{T}_\mathrm{peak}$更热的暗晕中，发射可来自更热的气体。发射随暗晕质量的变化趋势很大程度上可由维里温度的差异解释。K-$\alpha$、类He-$\alpha$和Fe L壳层谱线质量趋势的差异反映了它们作为温度函数的发射率的差异。我们得出结论，即将到来的X射线任务将开启观测热CGM的新窗口。