The LX – Tvir relation in galaxy clusters: effects of radiative cooling and AGN heating
The LX – Tvir relation in galaxy clusters: effects of radiative cooling and AGN heating
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星系团中的 LXâTvir 关系：辐射冷却和 AGN 加热的影响
DOI：
10.1051/0004-6361/200913714
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发表时间：
2011
影响因子：
6.5
通讯作者：
Jaritz
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mittal;Reiprich;Jaritz
我们详细研究了天空中64个最亮的星系团（HIFLUGCS）的完整x射线通量限制样本的x射线亮度(LX)-气体温度（Tvir）关系。我们首次同时研究了活动星系核（AGN）加热和星系团内介质（ICM）冷却这两个天体物理过程对theLX - Tvirrelation的影响。我们采用均匀确定的气体温度和中央冷却时间，由钱德拉测量，以及米塔尔和合作者提供的关于中央射电源的信息。我们使用冷核强度和中心放射性活动的存在作为选择标准，确定不同子样本的最佳拟合关系。我们发现，短冷却时间（< 1 Gyr）的强冷核团簇（SCCs）显示出最明显的关系（\hbox{$\lx \propto \tvir^{3.33\pm0.15}$}），而长冷却时间（> 7.7 Gyr）的非冷核团簇（NCCs）显示出最明显的关系（\hbox{$\lx \propto \tvir^{2.42\pm0.21}$}）。这简单地说明，在高质量尺度（Tvir> 2.5 keV）上，theLX - Tvirrelation的变陡主要是由于星系团内介质气体的冷却。我们提出ICM冷却和AGN加热在形成x - Tvirrelation中都很重要，但在不同的长度尺度上。虽然我们的研究表明ICM冷却在团簇尺度上占主导地位（Tvir> 2.5 keV），但我们推测AGN加热在较差的团簇和团簇（Tvir< 2.5 keV）中占主导地位。整个样品的x射线亮度的本征散射为45.4%，弱冷核星团最小为34.8%，无中心射电源星团最大为59.4%。如果从整个样本中排除SCC簇，散点不会减少。我们发现，在冷却半径范围内，冷却时间为7.7 Gyr，气体冷却可能是重要的，对SCC和WCC星团的总x射线光度的贡献分别为44%和15%。我们发现，在去除冷却区后，x−Tvirrelation中的散射从45.4%下降到39.1%，这意味着冷却区对总体散射的贡献约为27%。其余的分散主要是由于国家委员会。最后，样本的统计完整性使我们能够量化和纠正子样本的选择效应。我们发现真实的SCC分数比观察到的低25%，对于SCC、WCC和NCC集群，真实的x - t - v关系的标准化分别降低了12%、7%和17%。
We present a detailed investigation of the X-ray luminosity (LX)-gas temperature (Tvir) relation of the complete X-ray flux-limited sample of the 64 brightest galaxy clusters in the sky (HIFLUGCS). We study the influence of two astrophysical processes, active galactic nuclei (AGN) heating and intracluster medium (ICM) cooling, on theLX−Tvirrelation, simultaneously for the first time. We employ homogeneously determined gas temperatures and central cooling times, measured withChandra, and information about a central radio source from Mittal and collaborators. We determine best-fit relations for different subsamples using the cool-core strength and the presence of central radio activity as selection criteria. We find the strong cool-core clusters (SCCs) with short cooling times ( < 1 Gyr) to display the steepest relation (\hbox{$\lx \propto \tvir^{3.33\pm0.15}$}) and the non-cool-core clusters (NCCs) with long cooling times ( > 7.7 Gyr) to display the shallowest (\hbox{$\lx \propto \tvir^{2.42\pm0.21}$}). This has the simple implication that on the high-mass scale (Tvir> 2.5 keV) the steepening of theLX−Tvirrelation is mainly due to the cooling of the intracluster medium gas. We propose that ICM cooling and AGN heating are both important in shaping theLX−Tvirrelation but on different length-scales. While our study indicates that ICM cooling dominates on cluster scales (Tvir> 2.5 keV), we speculate that AGN heating dominates the scaling relation in poor clusters and groups (Tvir< 2.5 keV). The intrinsic scatter about theLX−Tvirrelation in X-ray luminosity for the whole sample is 45.4% and varies from a minimum of 34.8% for weak cool-core clusters to a maximum of 59.4% for clusters with no central radio source. The scatter does not decrease if SCC clusters are excluded from the full sample. We find that the contribution of core luminosities within the cooling radiusrcool, where the cooling time is 7.7 Gyr and gas cooling may be important, to the total X-ray luminosities amounts to 44% and 15% for the SCC and WCC clusters, respectively. We find that after excising the cooling region, the scatter in theLX−Tvirrelation drops from 45.4% to 39.1%, implying that the cooling region contributes ~27% to the overall scatter. The remaining scatter is largely due to the NCCs. Lastly, the statistical completeness of the sample allows us to quantify and correct for selection effects individually for the subsamples. We find the true SCC fraction to be 25% lower than the observed one and the true normalizations of theLX−Tvirrelations to be lower by 12%, 7%, and 17% for SCC, WCC, and NCC clusters, respectively.
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