星系团激波区域非平衡电离效应的X射线特征

星系团外部区域的密度非常低，碰撞时间尺度非常长。因此，重元素在穿过吸积激波后将处于欠电离状态。我们使用一维流体动力学模拟，系统地研究了LambdaCDM宇宙学中弛豫星系团的非平衡电离效应。我们发现，非平衡电离效应不依赖于星系团质量，但强烈依赖于红移，这可以通过自相似标度论证来理解。对于较低红移的星系团，效应更强。我们详细展示了一个低红移大质量星系团的X射线特征，如表面亮度轮廓和发射线。总体而言，软X射线发射（0.3-1.0 keV）因欠电离而显著增强，在激波半径附近增强幅度可达近一个数量级。我们发现最显著的非平衡电离特征是O VII和O VIII谱线比。在超过激波半径一半的区域，非平衡电离模型和碰撞电离平衡模型的谱线比差异超过一个数量级。这些非平衡电离特征对于具有不同非绝热激波电子加热效率的模型同样强烈。我们还计算了未来国际X射线天文台（IXO）探测O VII和O VIII谱线的可行性。根据测量的谱线比，我们得出结论，使用IXO上的X射线微量热计光谱仪（XMS）对一个中等红移、大质量的规则星系团进行约130-380千秒的曝光，将足以对非平衡电离模型进行强有力的检验。