早型星系的 X 射线标度关系：暗物质是保留热气体的主要因素

我们通过对 14 个早型星系 (ETG) 的样本首次研究 $L_{X,\mathrm{Gas}} - M_{\mathrm{Total}}$ 关系，重新审视了早型星系的 X 射线标度关系。与 $L_{X,\mathrm{Total}} - L_B$ 关系中巨大的离散度（达 $10^2$-$10^3$ 倍）相比，我们发现这些物理动机明确的量之间存在紧密的相关性，在 $L_{X,\mathrm{Gas}} = 10^{38} - 10^{43}$ erg s$^{-1}$ 或 $M_{\mathrm{Total}} =$ 几 $\times 10^{10} -$ 几 $\times 10^{12} M_\odot$ 范围内，其均方根偏差仅为 3 倍。更引人注目的是，在富气体星系（$L_{X,\mathrm{Gas}} > 10^{40}$ erg s$^{-1}$）中，这种关系变得更加紧密，均方根偏差仅为 1.3 倍。以简单的幂律形式表示，新关系为 $(L_{X,\mathrm{Gas}} / 10^{40} \text{ erg s}^{-1}) = (M_{\mathrm{Total}} / 3.2 \times 10^{11} M_\odot)^3$。如果气体处于维里化状态，该关系也与 Boroson, Kim & Fabbiano (2011) 识别出的气体光度与温度之间的陡峭关系 $L_{X,\mathrm{Gas}} \sim T_{\mathrm{Gas}}^{4.5}$ 一致。我们的结果表明，早型星系的总质量是调节热气体量的主要因素。在贫气体星系（$L_{X,\mathrm{Gas}} <$ 几 $\times 10^{39}$ erg s$^{-1}$）中，$L_{X,\mathrm{Gas}} - M_{\mathrm{Total}}$（以及 $L_{X,\mathrm{Gas}} - T_{\mathrm{Gas}}$）关系的离散度增加，表明次要因素（例如自转、扁平度、恒星形成历史、冷气体等）可能变得重要。