X-ray analysis of galaxy clusters with the eROSITA all-sky survey and its application to cosmology

利用 eROSITA 全天巡天对星系团进行 X 射线分析及其在宇宙学中的应用

基本信息

批准号：
20K04027
负责人：
太田直美
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Nara Women's University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

銀河団は宇宙最大の天体であり、その形成や進化を理解することは、宇宙そのものの進化を理解することに役立つ。どのような質量の銀河団がいくつあるかを様々な距離に渡って精密に測定できれば、宇宙論モデルに制限をつけることができる。特に、最大の謎であるダークエネルギーの性質の解明に向けて新たな手がかりが得られると期待される。本研究では、SRG衛星搭載eROSITA望遠鏡による過去最大のX線全天サーベイを利用して、多数の銀河団のX線データを統一的に解析し、高精度の質量関数測定を実現することを目的とする。これまで、X線領域で精度のよい質量測定を阻んできたのは、銀河団内部の複雑なガス進化に由来するスケーリング則の分散である。そこで、主成分分析から分散の物理起源を特定して取り除き、さらに遠方天体についても同様の解析を行ったうえで、広い赤方偏移範囲に適用可能な質量推定法の確立を目指す。今年度はまず、eROSITAとすばる望遠鏡が共同で行った初期サーベイ領域にある大規模な可視銀河団を対象としたX線データ解析から、1)質量光度関係などのスケーリング則および2)銀河団の力学状態の測定を行った。ここで、1)今回得られたスケーリング則がダークマター中心集中度を考慮した新しいベースラインモデル(Fujita & Aung 2019)と一致することを示した。2)中心銀河とX線ピーク位置間のずれなど3種類の指標を用いて銀河団形態を分類し、可視銀河団サンプルには不規則型の割合が多いことを示した。続いて、小規模な銀河団を含む約千天体に対象を広げて、同様のX線データ解析を行った。これまでに各天体の中心銀河の同定をほぼ終えた。また、小規模天体は暗いため、似たような距離やリッチネスを持つ複数の天体同士をグループ分けし、平均光度などの観測量を求めるスタッキング解析の手法開発を進めた。

星系团是宇宙中最大的天体，了解它们的形成和演化将有助于我们了解宇宙本身的演化。如果我们能够准确测量不同距离处星系团的数量和质量，我们就可以对宇宙学模型施加约束。特别是，希望能够获得新的线索来阐明暗能量的本质，这是最大的谜团。这项研究的目的是利用SRG卫星上的eROSITA望远镜进行的有史以来最大的X射线全天巡天，对众多星系团的X射线数据进行统一分析，并实现高精度的质量函数测量。是。到目前为止，X射线区域的精确质量测量一直受到星系团内部气体复杂演化导致的标度律色散的阻碍。因此，我们的目标是从主成分分析中识别和消除色散的物理根源，对遥远的物体进行类似的分析，并建立一种可应用于较宽红移范围的质量估计方法。今年，我们将首先对eROSITA和斯巴鲁望远镜联合进行的初始巡天区域中的大尺度可见星系团的X射线数据进行机械状态测量。在这里，我们表明：1）这次获得的标度律与考虑暗物质中心浓度的新基线模型（Fujita & Aung 2019）一致。 2）我们利用中心星系和X射线峰值位置之间的偏移等三类指标对星系团形态进行了分类，结果表明可见星系团样本中不规则类型的比例很高。接下来，他们进行了类似的X射线数据分析，将范围扩大到约1000个天体，其中包括小型星系团。至此，我们已经基本完成了各个天体中心星系的识别。此外，由于小尺度物体是黑暗的，我们开发了一种堆叠分析方法，将具有相似距离和丰富度的多个物体分组，并计算可观测的量，例如平均光度。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ボン大学/マックスプランク地球外物理学研究所/チュービンゲン大学(ドイツ)

波恩大学/马克斯·普朗克地外物理研究所/蒂宾根大学（德国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS)

eROSITA 最终赤道深度调查 (eFEDS)

DOI：
10.1051/0004-6361/202244260
发表时间：
2023
期刊：
Astronomy & Astrophysics
影响因子：
6.5
作者：
Ota N.;Nguyen-Dang N. T.;Mitsuishi I.;Oguri M.;Klein M.;Okabe N.;Ramos-Ceja M. E.;Reiprich T. H.;Pacaud F.;Bulbul E.;Bruggen M.;Liu A.;Migkas K.;Chiu I.;Ghirardini V.;Grandis S.;Lin Y.-T.;Miyatake H.;Miyazaki S.;Sanders J. S.
通讯作者：
Sanders J. S.

すばる望遠鏡で見つかった青い銀河団のX線ガスの性質

斯巴鲁望远镜发现的蓝色星系团中X射线气体的特性

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
美里らな;太田直美;鳥羽儀樹;児玉忠恭;山本直明;岡部信広;三石郁之;他HSC銀河団コラボレーション
通讯作者：
他HSC銀河団コラボレーション

The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS): Optical confirmation, redshifts, and properties of the cluster and group catalog

eROSITA 最终赤道深度巡天 (eFEDS)：光学确认、红移以及星团和星团目录的属性

DOI：
10.1051/0004-6361/202141123
发表时间：
2021
期刊：
Astronomy & Astrophysics
影响因子：
6.5
作者：
Klein M.;Oguri M.;Mohr J. J.;Grandis S.;Ghirardini V.;Liu T.;Liu A.;Bulbul E.;Wolf J.;Comparat J.;Ramos-Ceja M. E.;Buchner J.;Chiu I.;Clerc N.;Merloni A.;Miyatake H.;Miyazaki S.;Okabe N.;Ota N.;Pacaud F.;Salvato M.;Driver S. P.
通讯作者：
Driver S. P.

The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS): The catalog of galaxy clusters and groups

eROSITA 最终赤道深度巡天 (eFEDS)：星系团和星系群的目录

DOI：
10.1051/0004-6361/202141120
发表时间：
2021
期刊：
Astronomy & Astrophysics
影响因子：
6.5
作者：
Liu A.;Bulbul E.;Ghirardini V.;Liu T.;Klein M.;Clerc N.;Oezsoy Y.;Ramos-Ceja M. E.;Pacaud F.;Comparat J.;Okabe N.;Bahar Y. E.;et al.
通讯作者：
et al.