Measurements of resonant scattering in the Perseus Cluster core with Hitomi SXS
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Thanks to its high spectral resolution (∼5 eV at 6 keV), the Soft X-ray Spectrometer (SXS) on board Hitomi enables us to measure the detailed structure of spatially resolved emission lines from highly ionized ions in galaxy clusters for the first time. In this series of papers, using the SXS we have measured the velocities of gas motions, metallicities and the multi-temperature structure of the gas in the core of the Perseus Cluster. Here, we show that when inferring physical properties from line emissivities in systems like Perseus, the resonant scattering effect should be taken into account. In the Hitomi waveband, resonant scattering mostly affects the Fe xxv Heα line (w)—the strongest line in the spectrum. The flux measured by Hitomi in this line is suppressed by a factor of ∼1.3 in the inner ∼30 kpc, compared to predictions for an optically thin plasma; the suppression decreases with the distance from the center. The w line also appears slightly broader than other lines from the same ion. The observed distortions of the w line flux, shape, and distance dependence are all consistent with the expected effect of the resonant scattering in the Perseus core. By measuring the ratio of fluxes in optically thick (w) and thin (Fe xxv forbidden, Heβ, Lyα) lines, and comparing these ratios with predictions from Monte Carlo radiative transfer simulations, the velocities of gas motions have been obtained. The results are consistent with the direct measurements of gas velocities from line broadening described elsewhere in this series, although the systematic and statistical uncertainties remain significant. Further improvements in the predictions of line emissivities in plasma models, and deeper observations with future X-ray missions offering similar or better capabilities to the Hitomi SXS, will enable resonant scattering measurements to provide powerful constraints on the amplitude and anisotropy of cluster gas motions.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».