X-ray measurement of the elemental abundances at the outskirts of the Perseus cluster with Suzaku
我们报告的丰富的金属（镁和铁）在簇内介质（ICM）在郊区（0.2 r200 - 0.8 r200）的英仙座星系团。X射线谱是在朱雀/XIS对这一地区的测绘观测中获得的。我们采用单温度模型来拟合所有的X射线谱。ICM温度从6 keV向外部区域平滑地降低到4keV。Fe丰度均匀分布在外围（~0.3太阳）。Mg丰度在外围约为1个太阳能。外围区Mg/Fe太阳比（Mg/Fe ~4）比中心区大4倍。各种系统的影响，包括宇宙X射线背景的空间波动，考虑和评估。我们的这些结果并没有显著改变。
2012-11-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
NuSTAR Observations of Abell 2163: Constraints on Non-thermal Emission
自从第一次非热报告的逆康普顿（IC）发射从星系团的硬X射线能量的团内介质（ICM），我们还没有明确地确认IC发射的观测与新的设施。RXTE在已知最热的星团之一Abell 2163（A2163）中检测到IC发射，Abell 2163是一个具有巨大射电晕的大规模合并星团-推测的相对论电子IC散射CMB光子到X射线能量的来源。该星团的红移（z~0.2）使其热和非热射电辐射符合NuSTARS的视野，允许进行深入的观察，能够确认或排除RXTE报告。IC通量提供了对簇中的平均磁场强度的约束。为了确定A2163的全局扩散IC发射，我们用四种模型拟合其全局NuSTAR光谱：单温度（1 T）和双温度（2 T），1 T+幂律分量（T+IC）和多温度+幂律分量（9 T +IC）。每个代表不同的表征的热ICM发射，与幂律分量添加到代表IC发射。我们发现3-30 keV的光谱可以用纯粹的热发射来描述，全球平均温度kT =（11.8 $\pm$ 0.2）keV。IC通量被限制为使用1 T +IC模型的$<$ $4.0$ $\times$ $10^{-12}$ $erg$ $s^{-1}$ $cm^{-2}$和使用更物理的9 T +IC模型的$<$ $1.6$ $\times$ $10^{-12}$ $erg$ $s^{-1}$ $cm^{-2}$，均达到90%置信水平。结合这些限制与1.4 GHz的扩散无线电…
2020-12-01 astro-ph.HE
Direct observation of the X-ray counterpart of the Hα filaments and of the sloshing spiral in the Perseus galaxy cluster
利用 pGMCA 算法和模板拟合方法处理深度 Chandra 观测数据，首次直接观测到英仙座星系团搅动螺旋约 1.35 keV 的低能发射，并生成了迄今最详细无污染的 X 射线丝状结构图。
2025-10-10 astro-ph.HE
LOFAR high-band antenna observations of the Perseus cluster
本研究利用LOFAR 120–168 MHz多尺度观测英仙座星系团，揭示3C84精细结构、幽灵空腔陡谱纤维、1.1 Mpc巨型射电晕及IC310尾迹，表明冷核星系团或普遍存在团尺度射电发射。
2024-10-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
X-ray Flaring and Variability in NGC 1275, the Heart of the Perseus Cluster
University of Michigan（密歇根大学）；Stanford University（斯坦福大学）；University of Chicago（芝加哥大学）
本文通过雨燕天文台20年的X射线监测，发现NGC 1275存在约2倍流量的X射线耀发，其辐射区域符合特定范围，耀发轮廓与潮汐瓦解事件不符，约300天后射电监测也出现耀发，为研究AGN的吸积盘-喷流关联提供了依据。
2026-08-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
XRISM observations of the cooling flow cluster A2029 support heating by mixing
基于XRISM对冷却流星系团A2029的观测，本文指出测得的169 km/s速度弥散度支持ICM混合加热机制，强劲黑洞喷流引发的湍流能快速混合激波加热的喷流物质以抵消辐射冷却。
2025-01-29 astro-ph.HE
Sound-Wave Instabilities in Dilute Plasmas with Cosmic Rays: Implications for Cosmic-Ray Confinement and the Perseus X-ray Ripples
具有各向异性粘性和传导特性的弱碰撞磁化等离子体普遍存在于星系、晕和团内介质（ICM）中。宇宙射线（CR）在这些环境中也发挥着重要作用，通过为热等离子体提供额外的压力和加热。本文用Braginskii MHD方法对热气体进行了宇宙射线弱碰撞等离子体的线性稳定性分析。我们假设CRs流的阿尔文速度，这在弱碰撞等离子体依赖于压力各向异性（$Δp$）的热等离子体。我们发现，这种$Δp$依赖性引入了CR压力和气体密度波动之间的相移。这驱动了快速增长的声学不稳定性：当CR压力与气体压力之比为$\gtrsim αβ^{-1/2}$时，CR抵消了各向异性粘性对声波的阻尼，并引起波的增长，其中$β$是热压力与磁压力之比，而$α$（通常为$\lesssim 1$）取决于其他无量纲参数。在高$β$环境（如ICM）中，该条件满足小CR压力。我们推测，这里研究的不稳定性可能有助于高能量CR的散射和激发的声波在星系晕，集团和集群等离子体，包括长波长X射线波动的\textit{Chandra}观测英仙座星系团。在稀释等离子体中的冲击附近也可能是重要的（例如，星系团维里激波或银河风终止激波），其中CR压力局部增强。
2020-02-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Disentangling AGN Feedback and Sloshing in the Perseus Cluster with XRISM: Insights from Simulations
University of Maryland, Baltimore County (UMBC)（马里兰大学巴尔的摩分校）；NASA / Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；University of Chicago（芝加哥大学）；Masaryk University（马萨里克大学）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）；Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ)（魁北克天体物理研究中心）
通过XRISM模拟揭示Perseus团中AGN反馈与翻涌现象的相互作用，表明两者共同作用才能解释观测到的速度分散轮廓。
2025-12-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Azimuthally Resolved X-Ray Spectroscopy to the Edge of the Perseus Cluster
我们提出的结果，从广泛的，新的观测英仙座星系团，获得了朱雀重点项目。分析的85个点跨越8个方位角方向，2度= 2.6 Mpc，维里半径r_200 ~ 1.8 Mpc，提供了迄今为止在任何星团中最详细的大半径星团内介质（ICM）的X射线观测。r>0.4r_200的方位平均密度分布相对平坦，最佳拟合幂律指数为1.69+/-0.13，显著小于数值模拟的预期。郊区的熵分布系统地低于大尺度结构形成模型所预期的幂律行为，该模型仅包括与引力坍缩相关的加热。超过~0.6r_200的压力分布显示出相对于描述普朗克观测到的团簇样本的SZ测量的最佳拟合模型的过量。预期的和测量的密度，熵和压力分布之间的不一致，可以解释主要是由于在郊区的气体分布不均匀的密度高估;没有证据表明在维里半径内的温度测量的偏差。我们发现在大半径的ICM的热力学性质的显着差异，沿不同的武器。沿着星系团短轴，我们发现熵分布在~0.6r_200之外是平坦的，而沿着长轴，熵一直上升到外围。相应地，沿短轴的推断气体聚集因子通常大于沿长轴的推断气体聚集因子。
2013-07-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
The split in the ancient cold front in the Perseus cluster
当密集的星系团核心在星系团势中运动时，由于子星系团的下降而产生的晃动冷锋，提供了一个强有力的探测星系团内介质（ICM）的物理学和磁场渗透它的方法。这些密度和温度的急剧不连续性随着年龄的增长以特征性的螺旋模式逐渐向外升高，在团内介质中嵌入一个小的合并活动的记录：冷锋离团中心越远，它的年龄越大。最近发现，这些冷锋可以在英仙座星团中存活到非常大的半径。在这里，我们报告的高空间分辨率钱德拉观测英仙座大规模冷锋。我们发现，而不是通过扩散扩大，冷锋仍然非常尖锐（与密度突变一致），而是分裂成两个尖锐的边缘。这些结果表明，磁披覆可以抑制扩散的巨大时期，约5 Gyr，即使冷锋扩展到近一半的集群维里半径。
2018-02-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Substructures associated with the sloshing cold front in the Perseus cluster
星系团中的X射线子结构提供了关于团内介质（ICM）微物理性质的间接线索，这仍然不是很清楚。为了详细研究英仙座星系团的X射线亚结构，我们研究了英仙座星系团核心的存档$\sim$ 1~Msec Chandra数据，重点研究了与晃动冷锋相关的亚结构。在冷锋的东半部，我们发现了一个Kelvin-Helmholtz不稳定（KHI）层候选者。测得的宽度，方位角的扩展比和热力学性质都是一致的，它是一个KHI层目前发展沿晃动冷锋。我们发现，在KHI层的顺序为10 $^{-2}~\mathrm{keV~cm^{-3}}$的热压赤字。假设湍流压力完全支持压力亏损，我们估计了数百km~s $^{-1}$处的湍流强度，它转化为$Q_\mathrm{turb}\sim 10^{-26}~\mathrm{erg~cm^{-3}~s^{-1}}$的湍流加热率。这个值与先前从表面亮度波动得出的估计值在一个数量级内一致，并且可以平衡该半径处的辐射冷却。在冷锋的西半部，我们发现了羽毛状的结构，这是类似的结构，在最近的数值模拟中观察到的气体晃动的磁化等离子体。它们的热力学性质与其中一个羽毛是由强度为$B\sim$ 30 $~\mathrm{μG}$的放大磁场诱导的投射气体耗尽层一致。
2018-11-28 astro-ph.HE
Simulating AGN feedback in galaxy clusters with pre-existing turbulence
Institute of Astronomy, National Tsing Hua University（国立清华大学天文研究所）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）
研究英仙座星系团中AGN反馈与已有湍流的关系，通过三维流体动力学模拟发现，虽速度场由已有湍流主导，但AGN加热仍显著，且湍流加热率小于辐射冷却率，为XRISM观测提供见解，表明湍流加热无法抵消CC星系团辐射冷却。
2026-07-14 astro-ph.HE
A joint XMM-NuSTAR observation of the galaxy cluster Abell 523: constraints on Inverse Compton emission
本文介绍了在$z=0.104$上对星系团Abell 523进行的XMM-Newton和NuSTAR联合观测（200 ks）的结果。星团射电晕的特殊形态及其在射电功率P（1.4GHz）X射线光度平面上的异常位置使其成为研究射电X射线相关和寻找逆康普顿（IC）辐射的理想候选者。我们构建了热力学地图来自XMM观测详细描述的物理和动力学状态的ICM。我们在X射线和无线电发射之间的表面亮度方面进行了点对点的比较，以量化它们的形态差异。利用NuSTAR的硬X射线聚焦能力，我们在对具有多温度描述的纯热组件进行建模后，在全球和局部寻找IC发射。热力学图表明，存在一个二次合并过程，可能是负责奇特的无线电晕形态。X射线和射电表面亮度之间的比较支持这一假设，它显示了广泛的内在散射和一系列的异常值。全球NuSTAR光谱可以用纯粹的热气体排放来解释，并且没有令人信服的证据表明需要IC组件。在20-80 keV带中IC通量的$3σ$上限在$\left[2.2 - 4.0\right] \times 10^{-13} \, \mathrm{erg} \, \mathrm{s}^{-1} \, \mathrm{cm}^{-2}$范围内，这意味着磁场强度的下限在$B > [0.23 - 0.31] \, μG$范围内。在当地，我们寻找IC发射在中央区域的集群无线电晕找到一个$3σ$上限的20-80千电子伏的非热通量…
2019-06-18 astro-ph.HE
NuSTAR Observations of Abell 665 and 2146: Constraints on Non-Thermal Emission
本文利用NuSTAR对Abell 665和Abell 2146的硬X射线观测，通过光谱拟合限制逆康普顿辐射流量，结合射电数据给出星系团平均磁场强度下限。
2023-08-02 astro-ph.HE
Turbulence in Simulated Local Cluster Analogs: One-to-one comparisons between SLOW and XRISM/Hitomi
Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑路德维希-马克西米利安大学）；Università degli Studi di Trieste（的里雅斯特大学）；INAF - Astronomical Observatory of Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；INFN, Instituto Nazionale di Fisica Nucleare（意大利国家核物理研究所）；ICSC - Italian Research Center on High Performance Computing, Big Data and Quantum Computing（意大利高性能计算、大数据和量子计算研究中心）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；IFPU – Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）
本研究通过SLOW模拟与XRISM观测的一对一比较，揭示了三个星系团（Coma、Perseus、Virgo）中湍流强度及压力支持的差异，显示模拟结果与观测一致，且湍流压力支持比例较低，表明选择效应的重要性。
2026-03-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
XRISM reveals low non-thermal pressure in the core of the hot, relaxed galaxy cluster Abell 2029
利用XRISM Resolve观测Abell 2029核心，测得ICM整体近静止、速度弥散169±10 km/s，对应非热压力仅2.6±0.3%，表明其异常弛豫。
2025-03-13 astro-ph.HE
The Hydrostatic Mass of A478: Discrepant Results From Chandra, NuSTAR, and XMM-Newton
本文通过对比 Chandra、NuSTAR 和 XMM-Newton 对 Abell 478 的观测数据，揭示了不同 X 射线望远镜因有效面积校准差异导致的温度和质量测量不一致问题，并给出了 NuSTAR 的质量估算结果。
2023-09-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Enrichment of the hot intracluster medium: observations
四十年前，在英仙座星团的X射线光谱中，铁-钾发射特征的坚定探测揭示了铁在其热的星团内介质（ICM）中的存在。在过去20年里，随着更先进的任务的成功发射，这一发现已经扩展到许多其他金属和许多其他星系团、星系群和巨大椭圆星系的热大气层，作为生命的元素砖--由恒星和超新星合成--在宇宙的最大尺度上也被发现的证据。由于ICM发射X射线，处于碰撞电离平衡，其元素丰度原则上可以精确测量。反过来，这些丰度测量对于限制Ia型和核心坍缩超新星的物理和环境条件是有价值的，这些超新星在整个星团体积内爆炸并富集了ICM。另一方面，整个ICM的金属的空间分布构成了一个显着的签名的化学历史和演化的集群，集团和椭圆。在这里，我们总结了ICM中测量元素丰度的最重要成就，从最初的尝试到XMM-牛顿，钱德拉和朱雀的时代，以及Hitomi获得的前所未有的结果。我们还讨论了目前这些测量系统的局限性，以及未来的任务XRISM和雅典娜将如何进一步提高我们目前对ICM浓缩的认识。
2019-02-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
Effects of Anisotropic Viscosity on the Evolution of Active Galactic Nuclei Bubbles in Galaxy Clusters
活动星系核喷流与星系团内介质的相互作用是制约超大质量黑洞对星系团内介质的反馈和供给的关键因素。关于活动星系核反馈的许多认识是从纯流体动力学模型中获得的，然而，这种近似是否适用于磁化的、弱碰撞的ICM需要严格地检验。例如，在流体动力学模拟中，活动星系核吹出的气泡很容易被流体不稳定性破坏，这使得很难解释观测到的气泡（如英仙座西北部的幽灵气泡）的一致性。为了研究磁张力和粘性在现实条件下是否可以保持气泡的完整性，我们进行了第一次Braginskii磁流体动力学模拟射流膨胀气泡在介质中与纠缠的磁场。我们发现，单独的磁张力是不够的，以防止气泡变形，由于大的速度剪切在早期阶段的演变。尽管在缠结磁场中未抑制的各向异性粘度可以具有与各向同性粘度类似的效果，但是当压力各向异性受到微观等离子体不稳定性的限制时，粘度的水平基本上受到限制，从而不能防止气泡变形，如在无粘性情况下。我们的研究结果表明，Braginskii粘度是不太可能的主要机制，抑制AGN气泡的流体不稳定性，它仍然是一个具有挑战性的任务，重现所观察到的平滑和连贯的气泡。由于ICM的动力学影响和加热严重依赖于气泡的形态，我们的研究突出了“微观物理”对AGN反馈过程的宏观性质的基本作用。
2019-09-16 astro-ph.HE
AGN jet feedback on a moving mesh: cocoon inflation, gas flows and turbulence
在许多观测到的星系团中，由吸积过程发射到超大质量黑洞上的喷流膨胀成充满高能相对论性等离子体的大尺度空洞。这一过程被认为是调节冷却损失的原因，从而减缓了气体流入中央星系，抑制了进一步的恒星形成，并使星系保持在红色和死亡状态。在本文中，我们实现了一个新的射流反馈方案到移动网格代码arepo，比较不同的射流注入技术，并证明我们的实施的有效性，通过比较简单的分析模型。我们发现，射流可以显着影响的群内介质（ICM），抵消过冷通过一些加热机制，以及驱动湍流，虽然在喷叶。然而，射流驱动的湍流在很大程度上是无效的热源，即使射流瓣有效地填充冷却区域，也不太可能主导ICM加热预算，因为它最多只包含总注入能量的百分之几。相反，我们表明，ICM气体运动，产生的轨道子结构，而在加热ICM效率低下，驱动大规模的湍流，并结合射流反馈时，导致视线的速度和速度分散与瞳观测的英仙座星系团一致。
2017-11-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
NuSTAR observations of the powerful radio-galaxy Cygnus A
我们提出NuSTAR观测的强大的射电星系天鹅座A，集中在中央吸收活动星系核（AGN）。天鹅座A是嵌入在一个冷核星系团，因此，我们也研究档案XMM-牛顿数据，以促进分解成活动星系核和团内介质（ICM）组件的频谱。NuSTAR给出了活动星系核的源主导光谱，其能量大于70 keV。总的来说，活动星系核的NuSTAR光谱具有幂律形式（γ ~1.6-1.7），被密度为N_H~ 1.6 × 10^23 cm^-2的中性柱吸收。然而，我们也检测到硬（> 10 keV）光谱中的曲率，这是由于康普顿厚度的物质在我们的视线之外反射到X射线源造成的。康普顿反射，可能来自外部吸积盘或遮蔽环面，即使允许连续源中的高能量截止也是需要的;截止能量的极限是E_cut> 111 keV（90%置信度）。有趣的是，吸收的幂律加反射模型留下的残差表明，吸收/发射来自快速（15，000 ~ 26，000 km/s）、高柱密度（N_W>3x10^23 cm^-2）、高度电离（xi~ 2，500 erg cm/s）的风。第二，甚至更快的电离风分量也建议由这些数据。我们表明，电离风可能携带一个显着的质量和动量通量，并可能携带足够的动能行使反馈的宿主星系。如果得到证实，天鹅座A同时存在强风和强大的喷流，表明射电喷流和次相对论风的反馈并不是活动星系核活动的互斥阶段，而是可以同时发生的。
2015-06-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Chemical enrichment of the Perseus cluster core seen by XRISM/Resolve
University of Geneva（日内瓦大学）；Ehime University（爱媛大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；NASA / Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA / GSFC (CRESST II)（NASA/GSFC空间科学与技术研究探索中心（CRESST II））；University of Tokyo（东京大学）；Technion（以色列理工学院）；University of Maryland, Baltimore County (UMBC)（马里兰大学巴尔的摩县分校）；Center for Astrophysics | Harvard-Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；University of Michigan（密歇根大学）；SRON Netherlands Institute for Space Research（荷兰空间研究研究所）；ESO（欧洲南方天文台）
利用XRISM/Resolve的高分辨率光谱，测量英仙座星系团核心的铁及多种元素丰度比，发现铁丰度无显著下降，且元素比空间均匀，表明缺乏晚期Ia型超新星增丰。
2026-07-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Generation of Internal Waves by Buoyant Bubbles in Galaxy Clusters and Heating of Intracluster Medium
星系团核心的相对论性等离子体中的浮力气泡可能在将能量从超大质量黑洞传递到星系团内介质（ICM）的过程中起着关键作用，这一过程被称为射电模式AGN反馈。能量守恒保证了气泡在跨越几个压力标度高度后将其大部分能量损失给ICM。然而，负责将能量转移到ICM的实际过程仍在争论中。一个有吸引力的可能性是激发内波，内波被困在星系团的核心，最终消散。在这里，我们表明，这些波在分层集群大气中的有效激发的充分条件是扁平的气泡在径向方向。在我们的数值模拟中，我们模型的气泡现象作为刚体conventantly在分层集群大气中上升。我们发现扁平气泡的终极速度足够小，以至于Froude数${\rm Fr}\lesssim 1$。分层效应对平衡浮力的总阻力起主要作用。特别是，在模拟中可以看到明显的内波迹象。这些波从上升的气泡水平向下传播，将其能量传播到ICM的大体积上。如果将我们的发现与英仙座星系团的条件进行对比，那么在星系团核心附近，预期的终极速度为$\sim100-200{\,\rm km\,s^{-1}}$，这与Hitomi卫星的直接测量结果基本一致。
2018-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
High-energy Multi-messenger Emission from Galaxy Clusters in the Local Universe
University of Nova Gorica（新戈里察大学）；University Observatory Munich（慕尼黑大学天文台）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）
本文通过MHD模拟与蒙特卡洛方法研究了Virgo、Perseus和Coma星系团的高能γ射线和中微子辐射，探讨了星系团中高能粒子加速机制及辐射特征。
2026-05-12 astro-ph.HE
Constraining Gas Motions in the Intra-Cluster Medium
在理解这些热重子的微物理性质和限制我们在宇宙中最大尺度上结构的生长和演化模型方面，弥散X射线发射的团簇内介质（ICM）的详细速度结构仍然是最后缺少的关键因素之一。最近，$Hitomi$提供了英仙座星系团中心区域X射线发射线宽度和位移的气体速度直接测量结果，预计$XRISM$和$Athena$上即将安装的高分辨率X射线微量热计将把这些研究扩展到更多的系统。与此同时，已经提出了其他几种直接和间接的方法来估计ICM中的速度结构，从共振散射到X射线表面亮度起伏分析，运动学Sunyaev-Zeldovich效应，或使用最亮星系团中的光学线发射星云作为环境等离子体运动的示踪剂。在这里，我们回顾和比较现有的估计的热重子的速度，以及各种重叠的物理过程中的ICM驱动的运动，并讨论这些测量的影响约束的粘度和确定星系团中的湍流源。
2019-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Baryons in the outskirts of the X-ray brightest galaxy cluster
对星系团中弥散X射线发射气体的研究为等离子体天体物理学提供了强有力的宇宙学参数约束。然而，直到最近几年，才有可能测量微弱的星团外围。在这里，我们提出的结果，从朱雀观测英仙座集群，这提供了我们最好的测量ICM的热力学性质在大半径的日期。特别是，我们专注于数据分析过程的细节，并讨论了在郊区的气体，这是很重要的理解从周围的宇宙网络的集群的持续增长的物理学的cluerical分布的证据。
2011-11-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Temperature Structure in the Perseus Cluster Core Observed with Hitomi
本文利用Hitomi天文台软X射线谱仪（SXS）获得的1.8- 20.0keV的数据，研究了英仙座星团核心X射线发射等离子体的温度结构。进行了一系列的四次观测，总有效曝光时间为338 ks，覆盖直径为$\sim7'$的中心区域。SXS在5.9 keV下以$\sim$ 5 eV（半峰全宽）的能量分辨率操作。不仅类氦离子的K壳层线的精细结构，而且从高主量子数的跃迁也清楚地从Si到Fe。这使我们能够使用Si，S，Ar，Ca和Fe的线比进行温度诊断，并提供英仙座星系团的激发温度和电离温度的第一次直接测量。所观察到的光谱大致再现由一个单一的温度热等离子体模型中的碰撞电离平衡，但详细的线比诊断显示这种近似略有偏差。特别是，数据表现出一个明显的趋势，增加电离温度与原子质量的增加，以及小的差异之间的电离和激发温度的Fe，唯一的元素，这两个温度可以测量。最佳拟合的两个温度模型建议3和5千电子伏的气体，这是一致的想法，观察到的小偏差从一个单一的温度近似是由于已知的径向温度梯度在集群核心沿视线的投影的影响。另一方面，与Chandra/ACIS和XMM-Newton/RGS结果的比较表明，ICM中存在额外的低温成分，但由于其1.8- 20 keV的能带，Hitomi SXS无法检测到。
2017-12-18 astro-ph.HE
Astrophysical limits on very light axion-like particles from Chandra grating spectroscopy of NGC 1275
轴子/类轴子粒子（ALP）是标准模型的一个很好的扩展，在弦论中是通用的。星系团中团内介质（ICM）的X射线透明度是光ALP（质量为$<10^{-11}\,{\rm eV}$）的有力探测器;当来自嵌入源或背景源的X射线光子通过磁化ICM传播时，它们可能经历能量依赖的量子力学转换为ALP（反之亦然），在X射线光谱上留下扭曲的印记。我们目前的钱德拉数据的活动星系核NGC 1275在英仙座星系团的中心。采用490 ks高能透射光栅（HETG）曝光，我们获得了高质量的1- 9 keV光谱无光子堆积和ICM污染。除了铁谱带的特征，光谱是由一个幂律连续描述，在$<3\%$水平的任何光谱失真。我们计算光子的生存概率作为ALP质量$m_a$和ALP光子耦合常数$g_{aγ}$的ICM磁场模型系综的函数，然后使用NGC 1275光谱约束的$(m_a, g_{aγ})$ -平面。相对于磁场实现，99.7%可信区域将ALP-光子耦合限制为质量为$m_a<1\times 10^{-12}\,{\rm eV}$的$g_{aγ}<6-8\times 10^{-13}\, {\rm GeV}^{-1}$（取决于磁场模型）。这是迄今为止对这些光ALP的$g_{aγ}$最严格的限制，并且已经达到了下一代日光镜和光照射穿透墙壁实验的灵敏度限制。我们强调了这些研究与下一代X射线天文台雅典娜和山猫的潜力，但注意到这些未来的…
2020-12-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Interplay among Cooling, AGN Feedback and Anisotropic Conduction in the Cool Cores of Galaxy Clusters
来自活动星系核的反馈是解决星系团冷却流问题最有希望的加热机制之一。然而，热传导的作用仍然不清楚。以前的研究表明，在集群冷却核心（CC）的各向异性热传导可以驱动热通量驱动的浮力不稳定性（HBI），重新定向的磁场线在方位角方向和隔离的核心从外围的传导加热。然而，AGN如何与HBI相互作用仍然是未知的。为了理解这些相互交织的过程，我们进行了第一个3D磁流体动力学（MHD）模拟孤立的CC集群，包括各向异性传导，辐射冷却，活动星系核反馈。我们发现：（1）对于团簇中的实际磁场强度，磁张力可以抑制HBI不稳定模式的显著部分，因此HBI被完全抑制或显著受损，这取决于未知的磁场相干长度。(2)由活动星系核喷流驱动的湍流可以有效地使磁场线随机化，并使电导率维持在约1/3的斯皮策值;然而，活动星系核驱动的湍流不是体积填充的。(3)在英仙座星系团中，核心内的传导加热可能会导致约10%的辐射损失，而对于英仙座质量两倍的星系团，辐射损失高达约50%。(4)热传导对活动星系核活动和最热星系团的ICM性质有着不同的影响，未来的观测可能会发现这些影响，以限制星系团的传导水平。文中还讨论了冷气体的分布及其意义。
2016-01-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Suzaku X-Ray Monitoring of Gamma-Ray-Emitting Radio Galaxy, NGC 1275
NGC 1275是一个位于英仙座星系团中心的伽马射线射电星系。它的多波长光谱与开拓者相似，因此伽马射线的发射被认为是喷流起源。在光学和X射线区域，NGC 1275也显示出明亮的核心，但它们的来源还不清楚，因为不排除盘状辐射。事实上，NGC 1275具有光学宽发射线和X射线Fe-K线，这是塞弗特星系的典型特征。在我们用朱雀/XIS对NGC 1275进行的宝贵研究中，从2006年到2011年，没有发现X射线时间变异性，尽管{it Fermi}-LAT~ \cite{Yamazaki}观察到中等的伽马射线变异性。我们继续用朱雀/XIS监测NGC 1275的观测。在2013-2014年，NGC 1275的MeV/GeV伽马射线通量逐渐增加，并在2014年初达到最大值。与最近的伽马射线活动相关，我们发现X射线通量也增加了，这是NGC 1275 X射线可变性的第一个证据。根据这些结果，我们讨论了时间变化中的发射分量，但我们不能确定与γ射线相关的X射线变化的起源。因此，在未来的观测中，利用费米伽马射线、XMM-牛顿、NuStar、ASTRO-H X射线、CTA TeV伽马射线和Kanata光学望远镜观测NGC 1275具有重要意义。
2015-03-10 astro-ph.HE
Cosmic Ray Streaming in Clusters of Galaxies
在星系团中观测到的射电光度双峰现象令人费解。我们调查的可能性，宇宙射线（CR）流在集群内介质可以“关闭”强子诱导的无线电和伽马射线发射。对于自约束CR，这取决于MHD波阻尼的来源：如果只有非线性朗道阻尼操作，那么CR流在慢Alfvenic时标上，但如果湍流波阻尼操作，超Alfvenic流是可能的。随着湍流的增加，它促进向外流动多于使向内湍流平流。奇怪的是，CR通量与$\nabla f$无关（只要它不为零），只取决于等离子体参数;这使得具有平坦推断CR轮廓的射电晕关闭。我们进行一维时间相关的计算无线电迷你晕（英仙座）和巨型无线电晕（后发座），发现都减少了无线电光度的数量级在几百万年，给出合理的估计磁场在外围的集群。由于CR流的能量依赖性，频谱曲率发展，射电晕在低频下关闭得更慢--这些特性与观测结果一致。类似地，CR流在切伦科夫望远镜探测到的高能量下迅速关闭伽马射线发射，但在费米探测到的低能量下却没有。CR介导的ICM波加热不受影响，因为它是由~GeV的CR流Alfvenically占主导地位。
2013-03-19 astro-ph.HE
Electron-Ion Equilibration in the Merging Galaxy Cluster A665
本研究利用约200 ks NuSTAR观测测量并合星系团A665激波温度，支持电子与离子延迟平衡模型，并修正马赫数估计。
2025-10-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Bubble-driven Gas Uplift in Galaxy Clusters and its Velocity Features
相对论性等离子体的浮力气泡是星系团中活动星系核反馈、搅动和加热团内介质（ICM）的关键。观察表明，这些上升的气泡保持其完整性和尖锐的边缘比流体动力学模拟预测的时间长得多。在这项研究中，我们假设气泡可以被建模为刚体，并证明完整的气泡及其与周围ICM的长期相互作用在塑造气体运动学，形成薄的气体结构（例如，H $α$细丝），并在簇芯中产生内波。我们发现，发达的漩涡形成后，一个积极上升的气泡，这是这些漩涡，而不是达尔文漂移，是负责大部分的气体质量隆起。由于大气层的强烈密度分层，涡旋沿着气泡的运动方向逐渐拉长，最终脱离气泡，迅速演变成高速喷流，向星团中心传播。这张照片很自然地解释了英仙座星系团中长而直的马蹄形H $α$细丝的存在，气体的向内和向外运动，以及Hitomi观察到的西北气泡附近的X射线加权气体速度分布。我们的模型再现了所观察到的H $α$速度结构函数的细丝，提供了一个简单的解释，其陡峭的缩放和归一化：层流气体流动和大涡驱动的完整的气泡，而不是空间均匀的小尺度湍流细丝内，足以产生一个结构函数与观察一致。
2022-09-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Chemical enrichment in the Ophiuchus cluster core studied by high-resolution XRISM spectroscopy
Institute of Space and Astronautical Science, JAXA（宇宙科学研究所）；Department of Physics, Tokyo Metropolitan University（东京都立大学物理系）；Department of Astrophysics and Atmospheric Sciences, Kyoto Sangyo University（京都产业大学天体物理学与大气科学系）；Department of Physics, Hiroshima University（广岛大学物理系）；Department of Physics, Saitama University（埼玉大学物理系）
利用高分辨率XRISM光谱学研究Ophiuchus团核心的化学富集，发现其X/Fe比值与太阳一致，通过核心坍缩和Ia型超新星模型解释丰度模式，揭示Ca的不足可能由Ca-rich gap transients贡献。
2026-01-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cross Correlation of the Extragalactic Gamma-ray Background with Thermal Sunyaev-Zel'dovich Effect in the Cosmic Microwave Background
星系团中的宇宙射线是研究宇宙中大尺度结构的能量过程的独特探测器。精确测量星系团中的宇宙射线对于提高我们对团内介质（ICM）中非热成分的理解以及宇宙学分析中星系团质量估计的准确性至关重要。本文对河外γ射线背景和宇宙微波背景中的热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应进行了互相关分析。预期的互相关信号将包含有关$z\sim0.1-0.2$最大质量星系团中宇宙射线诱导的伽马射线发射的丰富信息。我们分析了伽马射线背景图与8年的数据所采取的费米卫星上的大面积望远镜和公开可用的tSZ图普朗克。我们确认，测得的互相关是一致的零检测，因此，它使我们能够把最严格的约束宇宙射线质子在冲击和周围的星系团的加速效率。我们发现，在$2σ$置信水平下，当星系团的流体静力学质量偏差为30%时，加速效率必须小于5%，且流体静力学质量偏差对我们的结果没有显著影响.我们的约束意味着ICM中的非热宇宙射线压力只能引入$\le 3\%$水平的流体静力学质量偏差，强调宇宙射线本身不能解释普朗克分析推断的质量偏差。最后，我们讨论了切伦科夫望远镜阵列未来的可探测性前景的宇宙射线诱导伽马射线从英仙座集群。
2020-05-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing the circumnuclear environment of NGC1275 with High-Resolution X-ray spectroscopy
NGC 1275是英仙座星系团中的布里渊星系团星系（BCG），拥有活动星系核（AGN），该星系核通过调节反馈回路加热中央100 kpc的星系团内介质（ICM）大气。在这里，我们使用一个深490 ks的周期19钱德拉高能透射光栅（HETG）的观察NGC 1275的活动星系核的解剖研究。X射线连续谱由光子指数为$Γ\approx 1.9$的未吸收幂律充分描述，通过HCN和HCO $^+$线吸收与秒差距尺度的核心/喷流形成强张力。如果我们允许使用复合X射线源，这种张力就可以解决;允许一列$N_H\sim 8\times 10^{22}\,{\rm cm}^{-2}$覆盖X射线发射器的$\sim 15$ %，确实会显著提高光谱拟合的统计质量。我们认为，占主导地位的未被吸收的成分对应的吸积盘日冕，和次主导的X射线成分是射流工作面和/或射流茧，是扩大成clusional分子气体。我们认为，这可能是一个常见的发生在卡介菌-AGN。我们进行了光电离吸收剂/风的搜索，并未能检测到这样的组件，排除了柱和电离参数经常在许多其他塞弗特星系。我们检测到6.4keV的铁-K $α$荧光线之前看到的XMM牛顿和瞳。我们描述了一种分析方法，它结合了色散HETG光谱，非色散微量热计光谱，和敏感的XMM-牛顿/EPIC光谱，以约束（分）arcsec尺度扩展的铁-K $α$发射区域。
2021-09-01 astro-ph.HE
Cool-Core Clusters : Role of BCG, Star Formation & AGN-Driven Turbulence
最近的分析表明，它是重要的，明确包括中央最亮的中央星系（BCG）的引力势，以推断重力加速度（$g$）和自由落体时间（$t_{\rm ff} \equiv [2r/g]^{1/2}$）在冷的集群核心。精确测量$t_{\rm ff}$是至关重要的，因为根据数值模拟，冷气体冷凝和强反馈发生在最小值（$t_{\rm cool}/t_{\rm ff}$）低于接近10的阈值的簇芯中。最近的观察，包括BCG重力表明，所观察到的阈值min（$t_{\rm cool}/t_{\rm ff}$）位于略高的值，接近10-30;只有少数几个集群中，该比率远低于10。在本文中，我们比较了反馈AGN（活动星系核）喷流与团内介质（ICM）相互作用的数值模拟，有和没有BCG潜力。我们发现，对于一个固定的反馈效率，BCG的存在并不显着影响温度，但平均增加（减少）的核心密度（熵）。最重要的是，min（$t_{\rm cool}/t_{\rm ff}$）仅轻微地受BCG重力的影响。还值得注意的是，NFW+BCG运行中的最小值（$t_{\rm cool}/t_{\rm ff}$）比NFW运行中的最小值大约两倍。我们还研究了由于恒星形成而导致的冷气体耗尽的作用，并表明它只影响旋转主导分量（环面），而径向主导分量（调节反馈周期）基本上不受影响。在我们的模拟中，AGN喷流产生的金属粒子主要沿喷流方向分布，金属粒子的径向扩散较小…
2018-03-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Nonthermal emission from clusters of galaxies
我们发现，M>10^{14.5}M太阳的大质量星系团（GC）的非热辐射的光谱和径向分布可以用简单的解析表达式近似描述，它依赖于GC的热X射线性质和两个模型参数beta_{core}和eta_e. beta_{core}是CR能量密度（在对数CR能量间隔内）与GC核心处的热能密度的比率，并且eta_{e(p)}是强无碰撞冲击中产生的热能的分数，其沉积在CR电子（质子）中。利用一个简单的分析模型，研究了由吸积激波（初级CRs）产生的ICM CRs的演化，发现beta_{core} ~ eta_{p} /200，几乎与GC质量无关，在给定质量的GC之间有一个离散的Delta ln（beta_{core}）~ 1。我们发现，由初级电子对CMB光子的IC散射产生的HXR和γ射线亮度分别超过次级粒子（在GC内的强子相互作用中产生的）产生的亮度的~500（eta_e/eta_p）（T/10 keV）^{-1/2}和~150（eta_e/eta_p）（T/10 keV）^{-1/2}倍，其中T是GC温度。次级粒子发射可能在射电和VHE（> 1 TeV）伽马射线波段占主导地位。我们的模型预测，与一些早期的工作相比，从GC的HXR和伽马射线发射的扩展，因为在这些能量的发射主要由初级电子。我们的预测是一致的观察到的后发座星系团的非热发射的eta_peta_e ~ 0.1。讨论了我们的预测对未来HXR观测…
2010-02-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
