椭圆星系的 X 射线观测与结构

我们比较了三颗银河星团中明亮椭圆星系 NGC 4472、4649 和 4636 的光学与高质量 X 射线数据。从 X 射线数据确定的 NGC 4472 和 4649 中总质量分布，对星系半径范围内的星体质量具有高度灵敏度，直至 r = r_e，即有效半径。X 射线与光学确定的星体质量之间的一致性为星体质量-光度比率提供了独一无二的验证，该比率在 0.1 < r/r_e < 1 的范围内基本保持不变。然而，NGC 4636 中在所有 r > 0.35r_e 处都重要的暗物质。显然，暗物质与星体质量比在光度相当的椭圆星系中以截然不同的方式变化，暗示暗色暗面 halo 的径向结构可能并非普遍。NGC 4636 在 r < 0.35 r_e 处存在对热 interstellar 气体的额外支撑证据；需要一种 B = $10^{-4}$ G 的场，或一个小的（但机械上不稳定的）中心高温区域 (T = $10^7$ K)。许多最近观测到的椭圆星系的热 interstellar 中介的全局温度结构非常相似，接近最大值位于 3 - 4 r_e 处。这一特征可能暗示一种新的结构尺度，与当前理论上的气体动力学模型不一致。