140 likes | 459 Views
Термодиффузия и распределение тяжелых элементов в скоплениях галактик. Штыковский Павел Гильфанов Марат. ИКИ РАН 2008. Тяжелые элементы в скоплениях галактик. Определение массы скоплений, космология. Потоки охлаждения. MKW 4. A262. Вихлинин и др., 2005.
E N D
Термодиффузия и распределение тяжелых элементов в скоплениях галактик Штыковский Павел Гильфанов Марат ИКИ РАН 2008
Тяжелые элементы в скоплениях галактик Определение массы скоплений, космология Потоки охлаждения MKW 4 A262 Вихлинин и др., 2005
Формирование профилей обилия скоплений Впрыск металлов галактиками Первичное обилие Перемешивание Диффузия
Диффузия Гравитационная седиментация Работают ли процессы переноса? Возможно (Narayan & Medvedev, 2001) Диффузия по град. концентрации Термодиффузия Гравитационная седиментация в скоплениях: Fabian & Pringle, 1977 Gilfanov & Sunyaev 1984, Chuzhoy & Loeb, 2004 p+He плазма w~10-1000 kpc / 10Gyr
Диффузия Burger's equations (Burgers, 1969): Скорости диффузии ws Первоначально скопление в гидростат. равновесии. Диффузия выводит скопление из равновесия: Массовая скорость u Баланс охлаждения и нагрева:T(r,t)=T(r,t=0) AGNРадиационное охлаждение Теплопроводность Guo, Oh, Ruzskowski 2008
Модельное скопление: плотность DM: NFW изотермический случай Т(r)=2 keV Начальное распределение металличности однородное Z(r)=const Гравитационная седиментация Z/Z0 Z/Z0
Термодиффузия Enskog, 1911, Chapman 1917: Monchick & Mason 1967: T1<T2 T1 T2 Fe Тяжелые элементы уходят из холодных областей Модельная задача: H + малая примесь положит. ионов Burgers (1969), Clauser (1960), Chapman
Термодиффузия Monchick & Mason 1967: Избыток медленных молекул Избыток быстрых молекул T1<T2 T1 T2 быстрые ν растет со скоростью медленные Поток быстрых молекул подавляется сильнее суммарный поток
Модельное скопление: Профиль температуры A262 Вихлинин и др., 2006 ~А262 Гравитационная седиментация + термодиффузия Z/Z0 Z/Z0
Термодиффузия: Железо уходит из холодных областей скопления профили скоростей для Fe T=T(r), A262 Fe Т=const Fe
Диффузия и наблюдения скоплений Определение массы скоплений: Mtot~1/μ Qin & Wu (2000), Ettori & Fabian (2006), Chuzhoy & Nusser (2003) Первичное обилие: μ=0.59 Водородная плазма: μ=0.5 Недооценка массы на 20% Гелиевая плазма: μ=4/3 Переоценка массы Определение плотности газа: ε=ε(μ,Сi) Peng & Nagai 2008: w, H0 T=const
Наблюдения скоплений: потоки охлаждения В скоплениях с холодным ядром Fe уходит из холодной центральной области Fe ~A262 Вихлинин и др. 2005
Результаты - Диффузионные процессы способны резко изменить распределение тяжелых элементов в скоплениях галактик - Эффект складывается из гравитационной седиментации, стремящейся сконцентрировать тяжелые элементы в центре скопления и термодиффузии, увеличивающей концентрацию металлов в горячих областях - Диффузия элементов может оказаться важной с точки зрения определения масс скоплений, газа и потоков охлаждения