星际簇间 filaments 中的温暖-热星际介质 -- 基于 eRASS1 超星系簇的 HUBS 观测预测

cosmology 模型表明，近似宇宙中近半数的质子都处于温暖-热星际介质（WHIM）相态，其中约有一半居住在连接星系簇的宇宙 filaments 中。近期利用堆叠调查数据和星系簇外缘的深度曝光观测，检测到与光学确认的 filaments 相关的软 X 射线过电。然而，由于当前仪器在软 X 射线波段的光谱分辨率有限，缺乏对单个目标的直接光谱诊断，导致 WHIM 在 filaments 中的物理特性基本未被确定。我们旨在通过未来天热宇宙质子探测器（HUBS）的点射观测，选取合适的目标进行 WHIM 表征。HUBS 设计具有 eV 级能量分辨率，覆盖 0.1-2.0 keV 波段，并拥有 1 平方度场视角，从而补充了如 Athena 等其他计划中的微热力学任务。我们基于 eRASS1 超星系簇目录构建了 1577 条星际簇间 filaments 的样本，并估算了其软 X 射线发射。利用其模型化发射和几何特性，我们选取了适合 HUBS 观测的候选目标。最终选出四条星际簇间 filaments 作为最合适的候选目标。通过对这些 mock 观测的模拟与分析，我们展示了对于每个候选目标进行 200 ks HUBS 曝光后，可准确确定单个 filaments 的气体属性：温度受限于 ±0.01 keV，金属丰度受限于 ≤±0.03 太阳值，密度受限于 <±10%。可以单独测量 O、Ne、Mg、Fe 的元素丰度，为 filaments 气体的化学历史提供前所未有的洞见。我们还表明，通过 Oviii 线的窄带成像，可实现对 WHIM 分布的直接映射。