为何只有部分星系团拥有冷核？

流量受限的 X 射线样本表明，约有一半的富星系团拥有冷核。为何只有部分星系团拥有冷核而其他则没有？本文利用包含辐射冷却和加热过程的宇宙学 N 体 + 欧拉流体动力学模拟来探讨这一问题，研究了冷核 (CC) 与非冷核 (NCC) 星系团的形成与演化。这些自适应网格细化模拟在同一体积内生成了 CC 和 NCC 星系团，其在 $(256 h^{-1} \text{ Mpc})^3$ 的盒子内峰值分辨率达到 $15.6 h^{-1}$ kpc。我们的模拟表明，CC 星系团与其 NCC 对应体之间存在重要的演化差异。许多数值模拟中的 CC 星系团随时间吸积质量的速度较慢，并通过等级并合增强了冷核；当晚期发生主要并合时，CC 得以在碰撞中幸存。相比之下，NCC 星系团在演化早期经历了主要并合，破坏了胚胎期的冷核，并产生了阻止 CC 重新形成的条件。因此，我们的模拟预测了 CC 和 NCC 在星系团核心区域之外的性质上存在可观测检验的区别。具体而言，我们发现 CC 与 NCC 星系团在 X 射线表面亮度分布的形状、核心之外的温度与硬度比、质量分布以及其超星系团环境方面存在差异。此外，CC 星系团似乎并不比 NCC 星系团更接近流体静力学平衡，这对精密宇宙学测量是一个重要问题。