Средняя энергия рентгеновского спектра как индикатор температуры и массы скоплений галактик: калибровка при помощи космологических симуляций
Круглов Алексей Антонович
Институт Космических Исследований Российской Академии Наук
В рассмотрении на HEA-2024
https://arxiv.org/abs/2408.12026
Круглов А.А., Лыскова Н.С., Хабибуллин И.И.
Функция масс скоплений галактик является мощным инструментом современной наблюдательной космологии. Определение массы скопления возможно в том числе благодаря масштабным соотношениям между его массой и температурой горячего газа межгалактической среды, которая может быть измерена по спектральным характеристикам рентгеновского излучения. Однако получаемые значения могут быть смещены из-за неоднородности структуры горячего газа внутри скопления, наличия ярких фоновых структур на луче зрения и энергетической зависимости эффективной площади рентгеновских телескопов. Учитывая эти трудности, мы рассматриваем возможность использования такой наблюдаемой величины, как средняя энергия наблюдаемого рентгеновского спектра скопления, в качестве косвенного показателя его температуры. Основными преимуществами этого метода являются простота вычислений и отсутствие сложностей, связанных с выбором модели для аппроксимации спектра скопления. Используя выборку 84 массивных скоплений галактик из космологических симуляций Magneticum, мы моделируем их наблюдения при помощи телескопа eROSITA обсерватории Спектр-РГ. Показано, что средняя энергия зарегистрированных отсчётов в диапазоне 0.4-7.0 кэВ может быть использована как стабильный индикатор температуры скопления с точностью порядка 10%. Калибровка зависимости средней энергии от массы скопления по космологическим симуляциям имеет статистический разброс менее 20% и слабо чувствительна к вариациям астрофизического и инструментального фона.