В группах галактик нашли меньше горячего газа, чем ожидается
Кратко
Космический телескоп eROSITA измерил горячий газ в 25 группах галактик — от их центральных областей до границ, где заканчивается основная область группы. Газа оказалось меньше, чем ожидается из космологической доли обычного вещества; вероятно, процессы, связанные с активными ядрами галактик, выталкивают часть газа. Модель связывает этот дефицит с уменьшением распределения материи примерно на 10–15% на определённых масштабах.
Почему это важно
Результат помогает точнее учитывать обычное вещество при изучении крупномасштабного устройства Вселенной. Оценка уменьшения распределения материи зависит от модели и пока основана на небольшой выборке из 25 групп и наблюдениях горячего газа в рентгеновском диапазоне.
Разбор
Авторы не ограничились измерением газа в центре групп: они построили профили рентгеновской яркости до радиуса R_200 — условной границы, внутри которой группа считается гравитационно связанной. Затем по этим профилям оценили массу горячего газа и сравнили её с общей массой группы. Отдельно они проверили три связи между наблюдаемыми величинами: массой газа, общей массой и рентгеновской светимостью. Байесовский анализ здесь нужен, чтобы учесть неопределённости и то, что разные величины измеряют в одной и той же области неба и потому частично зависят друг от друга.
Картина меняется с расстоянием от центра. Внутри R_500 профиль рентгеновской яркости был почти плоским, а дальше становился заметно круче: параметр β вырос примерно с 0,38 до 0,76. Это указывает, что горячий газ распределён не так, как ожидалось бы при простом следовании за тёмной материей. Авторы сопоставили измерения с гидродинамическими моделями FLAMINGO и BAHAMAS. Варианты этих моделей с особенно сильной обратной связью активных ядер галактик заметно расходятся с данными, тогда как стандартные варианты описывают их лучше.
Раньше подобные оценки часто получали объединением сигналов от множества групп — методом наложения слабых рентгеновских изображений друг на друга. Здесь использовали полный отобранный набор отдельных групп и проследили газ дальше от центра, поэтому статистическая точность оказалась примерно вдвое выше, чем в недавних работах с наложением. При этом связь между потерей газа и изменением распределения всей материи всё равно получается через модель гидродинамической симуляции, а не из прямого измерения спектра материи.
Ключевые цифры
Можно ли доверять
Это рецензированная статья в Astronomy & Astrophysics, а данные взяты из полной выборки 25 групп, что делает результат серьёзным. Но выборка невелика, наблюдения охватывают только горячий рентгеновский газ, а перевод его дефицита в изменение распределения всей материи зависит от гидродинамической модели; поэтому оценку для спектра материи стоит считать модельно-зависимой.
Пересказано ИИ по научной статье. Как это устроено