[論文レビュー] Constraining ${Ω_{0}}$ from X-ray properties of Clusters of Galaxies at high redshift

R. Sadat, Alain Blanchard+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 12, 1997

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 4

ひとこと要約

この論文では、高赤方偏移銀河団におけるX線輝度-温度関係（L_X-T_X）を用いて、宇宙密度パラメータΩ₀を制約する。赤方偏移と温度が測定されたX線団のサンプルを分析することで、L_X-T_X関係にわずかな正の進化が見られることが判明し、Ω₀ ≈ 0.85 ± 0.2であると示唆されるが、この結果は団選択の不確実性のため一時的である。今後のX線宇宙探査ミッションXMMにより、より信頼性の高い制約が得られると期待される。

ABSTRACT

Properties of high redshift clusters are a fundamental source of information for cosmology. It has been shown by Oukbir and Blanchard (1997) that the combined knowledge of the redshift distribution of X-ray clusters of galaxies and the luminosity-temperature correlation, $L_X-T_X$, provides a powerful test of the mean density of the Universe. In this paper, we address the question of the possible evolution of this relation from an observational point of view and its cosmological significance. We introduce a new indicator in order to measure the evolution of the X-ray luminosity-temperature relation with redshift and take advantage of the recent availability of temperature information for a significant number of high and intermediate redshift X-ray clusters of galaxies. From our analysis, we find a slightly positive evolution in the $L_X-T_X$ relation. This implies a high value of the density parameter of $0.85\pm0.2 $. However, because the selection of clusters included inour sample is unknown, this can be considered only as a tentative result. A well-controlled X-ray selected survey would provide a more robust answer. XMM will be ideal for such a program.

研究の動機と目的

• 高赤方偏移における銀河団のX線輝度-温度（L_X-T_X）関係の進化を調査すること。
• この進化を宇宙論的プローブとして用い、宇宙密度パラメータΩ₀を測定すること。
• 潜在的な選択効果を考慮した場合、現在の団サンプルの宇宙論的制約への信頼性を評価すること。
• 近い将来のX線ミッション（例：XMM）が、この手法によるΩ₀測定の精度をどの程度向上できるかを評価すること。

提案手法

• 著者らは、赤方偏移に伴うL_X-T_X関係の進化を定量化するための新しい観測指標を導入する。
• 利用可能な温度測定値を持つ高赤方偏移および中赤方偏移のX線団のサンプルを収集する。
• 異なる赤方偏移レンジに分けてL_X-T_X関係をフィットし、局所的関係に対する進化の有無を検出する。
• 理論的モデルを用いて、さまざまな宇宙論的シナリオにおける団の成長を考慮し、観測された進化をΩ₀の制約に変換する。
• 結果にバイアスを及える可能性のある団選択の不確実性を分析に組み込む。
• 既存のX線望遠鏡のデータを用い、今後の明確な制御されたX線調査の必要性を強調する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河団のX線輝度-温度（L_X-T_X）関係は赤方偏移とともに進化するか？もしそうなら、その強さはどの程度か？
• RQ2 観測されたL_X-T_X関係の進化は、宇宙密度パラメータΩ₀にどのような制約をもたらすか？
• RQ3 現在の団サンプルにおける選択効果は、L_X-T_X関係からの宇宙論的推論の信頼性にどのように影響するか？
• RQ4 近い将来のX線ミッション（例：XMM）は、この手法を用いたΩ₀測定の精度をどの程度向上できるか？

主な発見

• 分析により、赤方偏移が増加するに従い、X線輝度-温度（L_X-T_X）関係にわずかに正の進化が見られることが判明した。
• この観測された進化は、高い宇宙密度パラメータΩ₀ ≈ 0.85 ± 0.2を示唆している。
• この結果は、使用したサンプルの団選択関数の不確実性のため、一時的とされる。
• 本研究は、制御されたX線選択調査が、このような制約の信頼性を著しく向上させることを強調している。
• XMMは感度と調査能力に優れるため、このようなプログラムを実施するにあたり特に適したミッションであると特定された。
• 結果は、赤方偏移分布データと組み合わせることで、L_X-T_X関係がΩ₀の宇宙論的プローブとしての潜在的価値を強調している。