本文關鍵詞：星系群和星系團高溫氣體中的X射線子結構及中央氣體熵超出　出處：《上海交通大學》2010年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 并合 活動星系核反饋 星系際氣體 星系群 星系團 X射線

【摘要】： 星系團是宇宙中最大的自引力束縛系統(tǒng)。其中,X射線氣體數(shù)量巨大,是占主導地位的發(fā)光物質。近十年來,人們利用具有高空間分辨率和高能量分辨率的Chandra和XMM-Newton X射線天文臺對星系群和星系團進行了大量觀測研究,取得了重大進展。例如,在并合星系團中發(fā)現(xiàn)了眾多的激波和冷鋒面等X射線子結構;在冷核星系團中發(fā)現(xiàn)了許多中央活動星系核(AGN)活動所造成的X射線空洞,等。從這些結構中不僅可以挖掘有關星系團自身的動力學、熱力學、化學構成等方面信息,而且可以推斷宇宙大尺度結構的形成與演化,甚至可以幫助我們了解暗物質和中央特大質量黑洞的屬性。本文擬就星系團并合過程中的子結構成因以及AGN反饋加熱對氣體熵的影響這兩方面進行主要探討。 首先,我們詳細分析了鄰近星系團Abell 3158的Chandra和XMM-Newton觀測數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)在X射線暈中心的西側約120h7?11 kpc處存在一個弓形的界面結構。此界面結構實為一個偏離中心的大質量冷氣團的邊界。通過比較冷氣團和自由區(qū)的氣體壓強,我們確認該界面結構是一個弱冷鋒面,正以亞聲速向西運動。因為冷氣團的有效熱傳導時標(～0.3 Gyr)遠小于冷卻時標(～9.8 Gyr),所以可排除此冷氣團產(chǎn)生于非均勻輻射冷卻的可能性。由于此冷氣團在位置、尺度、氣體質量和熱力學性質等方面與其它并合星系團中的偏離中心冷氣團有極大相似性,并且沒有證據(jù)表明Abell 3158有顯著的AGN活動跡象,因此,我們認為Abell 3158中的冷氣團是并合過程中子團或主團中央冷氣體的殘留。支持這種觀點的證據(jù)還有:Abell 3158成員星系視向速度的非高斯分布以及冷氣團的氣體熵 溫度的相關性。由此可見,若在偏離中心處出現(xiàn)大質量冷氣團,那么就可以推斷這個星系團正處于并合階段,尤其在激波和強冷鋒面等顯著并合特征消失了以后。 其次,我們分析了21個星系群和19個星系團樣本的Chandra觀測數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)在31個系統(tǒng)中存在顯著的中央氣體熵超出,其能量相當于? 0.1 ? 0.5 keV/氣體粒子。我們發(fā)現(xiàn)中央熵超出與中央星系K波段光度之間存在顯著的相關性,即?K0∝LK1.6±0.4。這支持了AGN反饋是一種重要的非引力加熱機制的觀點。事實上,假定在AGN吸積反饋過程中質量 能量轉化系數(shù)是0.02,累積的AGN反饋能量就可達? 0.5 ? 17.0 keV/氣體粒子,這足以形成中央氣體熵超出,彌補X射線輻射損失(? 0.002 ? 2.2 keV/氣體粒子),同時引起特征關系對自相似模型預言的偏離(? 0.2 ? 1.0 keV/氣體粒子)。相比于AGN反饋,在星系群中超新星爆發(fā)提供的能量僅為? 0.002 ? 0.08 keV/氣體粒子,在星系團中則為? 0.0006 ? 0.007 keV/氣體粒子,都幾乎可忽略。由此推斷,?K0 ? LK相關性可作為星系群和星系團中AGN反饋加熱的直接證據(jù)。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：P157.8

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