The Fraction of cool-core clusters in X-ray versus SZ samples using Chandra observations

Autor: Christine Jones, Shea Brown, Ralph P. Kraft, Reinout J. van Weeren, Marian Douspis, Håkon Dahle, Tracy E. Clarke, Hans Böhringer, Stefano Borgani, J. Démoclès, Pasquale Mazzotta, Monique Arnaud, Gabriel W. Pratt, Simona Giacintucci, Nabila Aghanim, Gayoung Chon, Alexey Vikhlinin, Stephen S. Murray, Lorenzo Lovisari, Felipe Andrade-Santos, Elena Rasia, William R. Forman, Laurence P. David, Etienne Pointecouteau
Přispěvatelé: Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire AIM, Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre d'Etudes de Saclay, Institut d'astrophysique spatiale ( IAS ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de recherche en astrophysique et planétologie ( IRAP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Andrade-Santos, Felipe, Jones, Christine, Forman, William R., Lovisari, Lorenzo, Vikhlinin, Alexey, Weeren, Reinout J. Van, Murray, Stephen S., Arnaud, Monique, Pratt, Gabriel W., Dã©moclãs, Jessica, Kraft, Ralph, Mazzotta, Pasquale, Bã¶hringer, Han, Chon, Gayoung, Giacintucci, Simona, Clarke, Tracy E., Borgani, Stefano, David, Larry, Douspis, Marian, Pointecouteau, Etienne, Dahle, Hã¥kon, Brown, Shea, Aghanim, Nabila, Rasia, Elena, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Astrophys.J.
Astrophys.J., 2017, 843 (1), pp.76. ⟨10.3847/1538-4357/aa7461⟩
Astrophys.J., 2017, 843 (1), pp.76. 〈10.3847/1538-4357/aa7461〉
The Astrophysical Journal, 843(1), 76
ISSN: 0004-637X
Popis: We derive and compare the fractions of cool-core clusters in the {\em Planck} Early Sunyaev-Zel'dovich sample of 164 clusters with $z \leq 0.35$ and in a flux-limited X-ray sample of 100 clusters with $z \leq 0.30$, using {\em Chandra} observations. We use four metrics to identify cool-core clusters: 1) the concentration parameter: the ratio of the integrated emissivity profile within 0.15 $r_{500}$ to that within $r_{500}$, and 2) the ratio of the integrated emissivity profile within 40 kpc to that within 400 kpc, 3) the cuspiness of the gas density profile: the negative of the logarithmic derivative of the gas density with respect to the radius, measured at 0.04 $r_{500}$, and 4) the central gas density, measured at 0.01 $r_{500}$. We find that the sample of X-ray selected clusters, as characterized by each of these metrics, contains a significantly larger fraction of cool-core clusters compared to the sample of SZ selected clusters (44$\pm$7\% vs. 28$\pm$4\% using the concentration parameter in the 0.15--1.0 $r_{500}$ range, 61$\pm$8\% vs. 36$\pm$5\% using the concentration parameter in the 40--400 kpc range, 64$\pm$8\% vs. 38$\pm$5\% using the cuspiness, and 53$\pm$7\% vs. 39$\pm$5\% using the central gas density). Qualitatively, cool-core clusters are more X-ray luminous at fixed mass. Hence, our X-ray flux-limited sample, compared to the approximately mass-limited SZ sample, is over-represented with cool-core clusters. We describe a simple quantitative model that uses the excess luminosity of cool-core clusters compared to non-cool-core clusters at fixed mass to successfully predict the observed fraction of cool-core clusters in X-ray selected samples.
Comment: 18 pages, 6 figures, 5 tables. Accepted for publication in ApJ
Databáze: OpenAIRE
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