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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

Planck intermediate results
X. Physics of the hot gas in the Coma cluster

P. A. R. Ade, N. Aghanim, M. Arnaud, M. Ashdown, F. Atrio-Barandela, J. Aumont, C. Baccigalupi, A. Balbi, A. J. Banday, R. B. Barreiro, J.G. Bartlett, E. Battaner, K. Benabed, A. Benoît, J.-P. Bernard, M. Bersanelli, I. Bikmaev, H. Böhringer, A. Bonaldi, J. R. Bond, J. Borrill, F. R. Bouchet, H. Bourdin, M. L. Brown, S. D. Brown, R. Burenin, C. Burigana, P. Cabella, J.-F. Cardoso, P. Carvalho, A. Catalano, L. Cayón, L.-Y. Chiang, G. Chon, P. R. Christensen, E. Churazov, D. L. Clements, S. Colafrancesco, L. P. L. Colombo, A. Coulais, B. P. Crill, F. Cuttaia, A. C. da Silva, H. Dahle, L. Danese, R. J. Davis, P. de Bernardis, G. de Gasperis, A. de Rosa, G. de Zotti, J. Delabrouille, J. Démoclès, F.-X. Désert, C. Dickinson, J. M. Diego, K. Dolag, H. Dole, S. Donzelli, O. Doré, U. Dörl, M. Douspis, X. Dupac, T. A. Enβlin, H. K. Eriksen, F. Finelli, I. Flores-Cacho, O. Forni, M. Frailis, E. Franceschi, M. Frommert, S. Galeotta, K. Ganga, R. T. Génova-Santos, M. Giard, M. Gilfanov, J. González-Nuevo, K. Górski, A. Gregorio, A. Gruppuso, F. K. Hansen, D. L. Harrison, S. Henrot-Versillé, C. Hernández-Monteagudo, S. R. Hildebrandt, E. Hivon, M. Hobson, W. A. Holmes, A. Hornstrup, W. Hovest, K. M. Huffenberger, G. Hurier, T. R. Jaffe, T. Jagemann, W. C. Jones, M. Juvela, E. Keihänen, I. Khamitov, R. Kneissl, J. Knoche, L. Knox, M. Kunz, H. Kurki-Suonio, G. Lagache, A. Lähteenmäki, J.-M. Lamarre, A. Lasenby, C. R. Lawrence, M. Le Jeune, R. Leonardi, P. B. Lilje, M. Linden-Vørnle, M. López-Caniego, P. M. Lubin, J. F. Macías-Pérez, B. Maffei, D. Maino, N. Mandolesi, M. Maris, F. Marleau, E. Martínez-González, S. Masi, M. Massardi, S. Matarrese, F. Matthai, P. Mazzotta, S. Mei, A. Melchiorri, J.-B. Melin, L. Mendes, A. Mennella, S. Mitra, M.-A. Miville-Deschênes, A. Moneti, L. Montier, G. Morgante, D. Munshi, J. A. Murphy, P. Naselsky, P. Natoli, H. U. Nørgaard-Nielsen, F. Noviello, D. Novikov, I. Novikov, S. Osborne, F. Pajot, D. Paoletti, O. Perdereau, F. Perrotta, F. Piacentini, M. Piat, E. Pierpaoli, R. Piffaretti, S. Plaszczynski, E. Pointecouteau, G. Polenta, N. Ponthieu, L. A. Popa, T. Poutanen, G. W. Pratt, S. Prunet, J.-L. Puget, J. P. Rachen, R. Rebolo López, M. Reinecke, M. Remazeilles, C. Renault, S. Ricciardi, T. Riller, I. Ristorcelli, G. Rocha, M. Roman, C. Rosset, M. Rossetti, J. A. Rubiño-Martin, G. Rudnick, B. Rusholme, M. Sandri, G. Savini, B. M. Schäfer, D. Scott, G. F. Smoot, F. Stivoli, R. Sudiwala, R. Sunyaev, D. Sutton, A.-S. Suur-Uski, J.-F. Sygnet, J. A. Tauber, L. Terenzi, L. Toffolatti, M. Tomasi, M. Tristram, J. Tuovinen, M. Türler, G. Umana, L. Valenziano, B. Van Tent, J. Varis, P. Vielva, F. Villa, N. Vittorio, L. A. Wade, B. D. Wandelt, N. Welikala, S. D. M. White, D. Yvon, A. Zacchei, S. Zaroubi, A. Zonca

Resumo
We present an analysis of Planck satellite data on the Coma cluster observed via the Sunyaev-Zeldovich effect. Thanks to its great sensitivity, Planck is able, for the first time, to detect SZ emission up to r ≈ × R500. We test previously proposed spherically symmetric models for the pressure distribution in clusters against the azimuthally averaged data. In particular, we find that the Arnaud et al. (2010, A&A, 517, A92) “universal” pressure profile does not fit Coma, and that their pressure profile for merging systems provides a reasonable fit to the data only at r < R500; by r = 2 × R500 it underestimates the observed y profile by a factor of ≃2. This may indicate that at these larger radii either: i) the cluster SZ emission is contaminated by unresolved SZ sources along the line of sight; or ii) the pressure profile of Coma is higher at r > R500 than the mean pressure profile predicted by the simulations used to constrain the models. The Planck image shows significant local steepening of the y profile in two regions about half a degree to the west and to the south-east of the cluster centre. These features are consistent with the presence of shock fronts at these radii, and indeed the western feature was previously noticed in the ROSAT PSPC mosaic as well as in the radio. Using Planck y profiles extracted from corresponding sectors we find pressure jumps of 4.9+0.4-0.2 and 5.0+1.3-0.1 in the west and south-east, respectively. Assuming Rankine-Hugoniot pressure jump conditions, we deduce that the shock waves should propagate with Mach number Mw = 2.03+0.09-0.04 and Mse = 2.05+0.25-0.02 in the west and south-east, respectively. Finally, we find that the y and radio-synchrotron signals are quasi-linearly correlated on Mpc scales, with small intrinsic scatter. This implies either that the energy density of cosmic-ray electrons is relatively constant throughout the cluster, or that the magnetic fields fall off much more slowly with radius than previously thought.

Palavras chave
galaxies: clusters: individual: Coma cluster – galaxies: clusters: intracluster medium – X-rays: galaxies: clusters – cosmology: observations – galaxies: clusters: general – cosmic background radiation

Astronomy and Astrophysics
Volume 554, Página A140_1
junho 2013

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Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

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