Zusammenfassung - Baryonifikation II: Begrenzung von Rückkopplungen mit Röntgen- und kinematischen Sunyaev-Zel'dovich-Beobachtungen

Baryonifikation II: Begrenzung von Rückkopplungen mit Röntgen- und kinematischen Sunyaev-Zel'dovich-Beobachtungen

2025-07-10 17:59:06

{"Michael Kovač","Andrina Nicola","Jozef Bucko","Aurel Schneider","Robert Reischke","Sambit K. Giri","Romain Teyssier","Matthieu Schaller","Joop Schaye"}

{astro-ph.CO}

Diese Forschungsarbeit untersucht die Auswirkungen des baryonischen Rückkopplungseffekts auf die Materieverteilung im Universum und zielt darauf ab, diese Effekte mithilfe von Beobachtungen zu begrenzen. Die Autoren nutzen einen komponentenbasierten Baryonifikationsansatz (BFC), der die Rückkopplungseffekte auf verschiedene Beobachtbare modelliert, und kombinieren ihn mit kinematischen Sunyaev-Zel’dovich (kSZ)-Beobachtungen vom Atacama Cosmology Telescope (ACT) und Halo-X-Ray-Gasanteilen aus der eROSITA-Mission. Das Papier beginnt damit, die Herausforderungen durch den baryonischen Rückkopplungseffekt zu erläutern, der die Materieverteilung auf kleinen und mittleren Skalen verändern und die Präzision der Kosmologie beeinflussen kann. Anschließend wird der BFC-Ansatz vorgestellt, der die Rückkopplungseffekte durch Verschieben von Teilchen in dunkler-Materie-Simulationen gemäß Gas- und Sternprofilen modelliert, um die Effekte der Baryonen zu imitieren. Die Autoren verwenden das aktualisierte BFC-Modell, um die kSZ-Beobachtungen vom ACT und die X-Ray-Gasanteilsmessungen von eROSITA zu fitten, um den baryonischen Rückkopplungseffekt im kosmologischen Kontext zu untersuchen. Sie finden, dass die kSZ-Daten vom ACT mit den Gasanteilen von eROSITA übereinstimmen, was auf ein Rückkopplungsmodell hindeutet, das stärker ist als in den meisten hydrodynamischen Simulationen angenommen. Dies steht im Gegensatz zu älteren, vor-eROSITA-Gasanteilsmessungen, die auf schwächere Rückkopplung hindeuten, die die Autoren auf Selektionsbias oder Unterschiede bei der Schätzung der Halomassen zwischen den beiden Datensätzen zurückführen. Mithilfe des BFC-Modells prognostizieren die Autoren die baryonische Abschwächung des Materieverteilungsspektrums und finden, dass die Abschwächung über dem Prozentniveau bei Moden über k = 0.3 − 0.6hMpc−1 liegt, wächst bis zu 2-8 Prozent bei k = 1hMpc−1 und bis zu 20-25 Prozent bei k = 5hMpc−1, was mit starken Rückkopplungshydrodynamischen Simulationen übereinstimmt. Schließlich vergleichen die Autoren ihr bestes fittendes Modell mit den beobachteten Gasdichte- und Druckprofilen massereicher Galaxienhaufen aus der X-COP-Sammlung und finden eine hervorragende Übereinstimmung. Diese Ergebnisse zeigen, dass der BFC-Ansatz ein konsistentes Bild der Rückkopplung über Massen- und Längenskalen sowie verschiedene kosmologische Beobachtbare bietet und daher vielversprechend für Anwendungen in mehrwellenlängigen Studien ist, um Kosmologie und baryonische Effekte gemeinsam zu begrenzen.