XRISM对英仙座星系团沿两条臂的观测：共振散射揭示的混沌ICM运动
XRISM observations of the Perseus cluster along two arms: Chaotic ICM motions probed by resonant scattering
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中文总结 AI 辅助
本文利用XRISM对英仙座星系团的观测，首次探测到共振散射对Heα线的完整效应，通过辐射传输模拟约束小尺度ICM速度，发现速度弥散主要源于随机运动而非整体流动，并探讨了运动的各向异性。
中文摘要 AI 辅助
XRISM已经绘制了英仙座星系团核心区域的气体速度分布图，将并合和活动星系核反馈的运动学效应分离开来。这些运动的物理性质仍不清楚：它们是整体流动的叠加、主要是随机/湍流运动，还是两者的混合？如果不解决这个问题，对非热压比例和加热率的限制仍然不确定，因为这两者都假设运动主要是随机的。与发射线展宽不同，共振散射对小尺度随机运动最为敏感，而不是对连贯的整体流动。利用XRISM对英仙座星系团的大量覆盖，我们首次探测到共振散射对Heα w线的全部效应。这包括星系团中心的通量抑制、外部区域的增强以及发射线的非高斯性。我们采用辐射传输模拟来限制英仙座内部60 kpc范围内小尺度ICM速度的振幅，发现它们与测量结果在不确定度范围内一致。这表明观测到的速度弥散主要归因于英仙座中心区域的小尺度随机运动，而非连贯的整体流动。我们进一步探讨了这些运动的潜在各向异性，表明它们与各向同性或径向运动一致，而非切向运动。需要更长时间的XRISM观测来改进这些各向异性约束。最后，我们探讨了XRISM观测到的两条完整径向臂之间的方位角变化。
英文摘要
XRISM has mapped gas velocities across the core of the Perseus cluster, separating the kinematic effects of mergers and AGN feedback. The physical properties of these motions remain unclear: are they a superposition of bulk flows, predominantly random/turbulent motions, or a mixture of both? Without resolving this question, constraints on the nonthermal pressure fraction and heating rate remain uncertain, as both assume predominantly random motions. Unlike emission line broadening, resonant scattering is most sensitive to small-scale, random motions rather than coherent bulk flows. Taking advantage of the extensive XRISM coverage of the Perseus cluster, we detect the full effects of resonant scattering on the Heα w line for the first time. This includes flux suppression in the cluster center, enhancement in the outer regions, and non-Gaussianity in the emission line. We employ radiative transfer simulations to constrain the amplitude of small-scale ICM velocities in the inner 60 kpc of Perseus, finding them to be consistent with the line broadening measurements within the uncertainties. This indicates the observed velocity dispersion is primarily due to small-scale random motions in the central Perseus regions rather than coherent bulk flows. We further explore potential anisotropy of these motions, showing that they are consistent with isotropic or radial motions rather than tangential ones. Longer XRISM observations are required to improve these anisotropy constraints. Finally, we explore azimuthal variations between the two complete radial arms observed by XRISM.
发表机构
- University of Chicago（芝加哥大学）
- Masaryk University（马萨里克大学）
- University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
- NASA / Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）
- Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA / GSFC（NASA/戈达德太空飞行中心空间科学与工程探索中心）
- University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）
- Univ Toulouse / CNES, CNRS, IRAP（图卢兹大学/法国国家太空研究中心、法国国家科学研究中心、图卢兹天体物理研究所）
- The University of Georgia（佐治亚大学）
- Center for Astrophysics / Harvard-Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）
- Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）
- Université de Montréal（蒙特利尔大学）
- RIKEN（理化学研究所）
- Tokyo University of Science（东京理科大学）
- Kanazawa University（金泽大学）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
