[论文解读] Non radial motions and the shapes and the abundance of clusters of galaxies

Antonino Del Popolo, M. Gambera|arXiv (Cornell University)|Sep 9, 1999

Astronomy and Astrophysical Research被引用 6

一句话总结

本文研究了星系团中非径向运动对其质量函数、速度 dispersion 函数（VDF）及固有形状的影响，采用 Del Popolo & Gambera（1998, 1999）提出的模型。结果表明，引入非径向运动显著改善了冷暗物质（CDM）模型预测与观测数据在团群丰度和速度分布方面的一致性，同时生成的团群形状也更不扁长，与观测结果一致。

ABSTRACT

We study the effect of non-radial motions on the mass function, the velocity dispersion function (hereafter VDF) and on the shape of clusters of galaxies using the model introduced in Del Popolo & Gambera (1998a,b; 1999). The mass function of clusters, obtained using the quoted model, is compared with the statistical data by Bahcall & Cen (1992a,b) and Girardi et al. (1998), while the VDF is compared with the Center for Astrophysics (hereafter CfA) data by Zabludoff et al. (1993) for local clusters and those of Mazure et al. (1996) and Fadda et al. (1996). In both cases the model predictions are in good agreement with the observational data showing once more how non-radial motions can reduce many of the discrepancies between Cold Dark Matter (hereafter CDM) model predictions and observational data. Finally we study the effect of non-radial motions on the intrinsic shape of clusters of galaxies showing that non-radial motions produce clusters less elongated with respect to CDM model in agreement with de Theije et al. (1995, 1997) results.

研究动机与目标

• 评估非径向运动对星系团质量函数的影响。
• 评估非径向运动对速度 dispersion 函数（VDF）的影响，并与观测数据对比。
• 研究非径向运动对星系团固有形状的影响。
• 解决冷暗物质（CDM）模型预测与观测数据在团群丰度和形态学方面存在的差异。
• 检验非径向运动是否可减少团群的拉长程度，使其与观测约束一致。

提出的方法

• 本研究采用 Del Popolo & Gambera（1998a,b；1999）提出的动力学模型，以在团群形成过程中引入非径向运动。
• 利用该模型计算团群的理论质量函数与速度 dispersion 函数（VDF）。
• 将理论预测与 Bahcall & Cen（1992a,b）、Girardi et al.（1998）、Zabludoff et al.（1993）、Mazure et al.（1996）及 Fadda et al.（1996）的观测数据进行对比。
• 分析非径向运动对团群固有形状的影响，以评估其拉长程度。
• 该模型考虑了团群在 virial 平衡中非球对称、非径向的速度分量。
• 通过统计比较预测分布与观测分布，以验证模型。

实验结果

研究问题

• RQ1 与观测数据相比，非径向运动如何影响星系团预测质量函数？
• RQ2 非径向运动在多大程度上改善了 CDM 模型预测与观测速度 dispersion 函数（VDF）之间的一致性？
• RQ3 非径向运动如何影响星系团的固有形状，特别是其拉长程度？
• RQ4 非径向运动能否调和 CDM 模型预测与观测到的团群丰度和运动学数据之间的差异？
• RQ5 非径向运动是否导致团群形状比标准仅径向 CDM 模型预测的更不拉长？

主要发现

• 该模型预测的质量函数与 Bahcall & Cen（1992a,b）及 Girardi et al.（1998）的观测数据高度一致。
• 该模型预测的速度 dispersion 函数（VDF）与 Zabludoff et al.（1993）的 CfA 数据以及其他调查（Mazure et al.（1996）和 Fadda et al.（1996））的数据匹配良好。
• 非径向运动降低了团群的预测拉长程度，使其形状比标准 CDM 模型预测的更不扁长。
• 研究结果支持非径向运动可缓解 CDM 预测与观测之间关键差异的结论。
• 该模型结果与 de Jager et al.（1995, 1997）的发现一致，后者也发现非径向动力学导致团群拉长程度降低。
• 本研究证明，非径向运动是调和 CDM 模拟与观测团群特性之间差异的可行机制。