The rotational kinematic Sunyaev-Zeldovich (rkSZ) signal, imprinted on the cosmic microwave background (CMB) by the gaseous halos (spinning "atmospheres") of foreground galaxies, would be a novel probe of galaxy formation. Although the signal is too weak to detect in individual galaxies, we analyze the feasibility of its statistical detection via stacking CMB data on many galaxies for which the spin orientation can be estimated spectroscopically. We use an "optimistic" model, in which fully ionized atmospheres contain the cosmic baryon fraction and spin at the halo's circular velocity $v_{\rm circ}$, and a more realistic model, based on hydrodynamical simulations, with multi-phase atmospheres spinning at a fraction of $v_{\rm circ}$. We incorporate realistic noise estimates into our analysis.
Using low-redshift galaxy properties from the MaNGA spectroscopic survey (with median halo mass of $6.6\times10^{11}\,M_{\odot}$), and CMB data quality from Planck, we find that a $3σ$ detection would require a few$\times 10^4$ galaxies, even in the optimistic model. This is too high for current surveys, but upcoming higher-angular resolution CMB experiments will significantly reduce the requirements: stacking CMB data on galaxy spins in a $\sim10$ deg$^2$ can rule out the optimistic models, and $\approx$350 deg$^2$ will suffice for a $3σ$ detection with ACT.
As a proof-of-concept, we stacked Planck data on the position of $\approx2,000$ MaNGA galaxies, aligned with the galaxies' projected spin, and scaled to their halos' angular size. We rule out average temperature dipoles larger than $\approx1.9\,μ$K around field spiral galaxies.
Probing the Hot Gaseous Halos of Milky Way-like Galaxies in the TNG50 simulation
Xiamen University(厦门大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Tsinghua University(清华大学);Columbia University(哥伦比亚大学);University of Bologna(博洛尼亚大学);INAF, Astrophysics and Space Science Observatory Bologna(意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文台与空间科学观测站);University of Virginia(弗吉尼亚大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
Probing the Anisotropy of the Milky Way Gaseous Halo-II: sightline toward Mrk509
炽热的百万度气体似乎弥漫在银河系晕中,包含了银河系中大部分缺失的重子。这种环星系介质(CGM)在X射线中被有效地探测,无论是在吸收还是在发射中。CGM也似乎是各向异性的,所以我们已经开始了一个程序,以确定CGM属性沿几个视线结合吸收和发射测量。在这里,我们提出了使用新的\suzaku和\xmm观测接近\mrk 509视线的排放测量。我们还提出了新的分析和建模的\chandra HETG光谱约束的吸收参数。在这个视线范围内的排放量很高,EM $=0.0165\pm0.0008\pm0.0006~$ cm $^{-6}~$ pc,是平均值的五倍。然而,观察到的\ovii柱密度N(\ovii)$= 2.35\pm0.4 \times 10^{16}$ cm $^{-2}$接近平均值。我们发现发射和吸收气体的温度是相同的:分别为$\log T (\rm K) = 6.33\pm0.01$和$\log T (\rm K)=6.33\pm0.16$。我们用$β-$模型密度分布拟合了观测到的柱密度和发射测量。中心密度被限制在$n_0=2.8$- $6.0\times 10^{-4}$ cm $^{-3}$之间,并且密度分布的芯半径具有40 kpc的下限。这表明热气体主要在星系的CGM中,而不是在银河系盘中。我们推导出的密度分布接近\citet{Maller2004}配置文件的绝热气体在流体静力学…
CHILES VI: HI and H$α$ Observations for z < 0.1 Galaxies; Probing HI Spin Alignment with Filaments in the Cosmic Web
我们目前的中性氢(HI)和电离氢(H $α$)的观测10个星系的红移为0.1。HI观测来自COSMOS HI大型河外巡天(智利)的第一个纪元(178小时)。我们的样本是HI偏置的,由10个晚型星系组成,HI质量范围从$1.8\times10^{7}$ M $_{\odot}$到$1.1\times10^{10}$ M $_{\odot}$。我们发现,虽然大多数星系的形态和运动学的不规则性,他们一般遵循的标度关系中发现的较大的样本。我们发现,HI和H $α$速度达到旋转曲线的平坦部分。我们确定的大尺度结构在附近的智利体积使用DisPerSE与光谱目录从SDSS。我们探索的气体性质的星系作为一个功能的位置在宇宙网络。我们还比较了角动量矢量(自旋)的星系最近的宇宙网丝的方向。我们的研究结果表明,星系自旋往往与宇宙网细丝对齐,并显示出与自旋角对齐相关的过渡质量的暗示。
Spectroscopic surveys with the SKA probing the ionized and molecular Milky Way
Nicolaus Copernicus University in Toruń(托伦尼古拉·哥白尼大学);Macquarie University(麦考瑞大学);California State University, Chico(奇科加州州立大学);University of Kent(肯特大学);University of Bonn(波恩大学);West Virginia University(西弗吉尼亚大学);Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所);University of Leeds(利兹大学);Royal Observatory Edinburgh(爱丁堡皇家天文台);Max Planck Institute for Astronomy(马克斯·普朗克天体物理学研究所)
Doppler Boosting of the S-stars in the Galactic Center
银河系中心S星的天体测量和光谱学提供了一种独特的方法来探测中心超大质量黑洞的性质,以及由其引力引起的后牛顿效应,例如引力红移和广义相对论进动。还建议利用S星的光度学研究Sgr A $^*$的气体环境性质。由于S星的速度很高,有时会接近$~0.1c$,它们的光度信号会受到多普勒增强的影响。我们计算了几颗靠近中心黑洞的S星的相对论效应(其中大多数是最近宣布的),并表明其中一些(S62和S4714)由于多普勒增强而导致的光度变化幅度超过了$6\%$ ;对于研究得很好的恒星S2,它大约是$2\%$。多普勒增强的测量可以证实S星的存在,并有助于利用噪声光谱学和天体测量学来精确S星的轨道参数。当用S星的测光来探测Sgr A $^*$周围的介质时,这种效应应该被明确地解释。我们讨论的可观测性的多普勒提升典型的银河系中心的并发症,并得出结论,特别是,纯粹的测光检测高阶相对论修正的多普勒提升信号(由于引力红移和横向多普勒频移,我们也计算)是几乎不可能的S-星。