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

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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。