Mapping the hot gas temperature in galaxy clusters using X-ray and Sunyaev-Zel’dovich imaging
R. Adam
(1, 2)
,
M. Arnaud
(3)
,
I. Bartalucci
(3)
,
P. Ade
,
P. André
(3)
,
A. Beelen
(4)
,
A. Benoit
(5)
,
A. Bideaud
,
N. Billot
(6)
,
H. Bourdin
,
O. Bourrion
(2)
,
M. Calvo
(7)
,
A. Catalano
(2)
,
G. Coiffard
(8)
,
B. Comis
(2)
,
A. d'Addabbo
(5)
,
F.-X. Désert
(9)
,
S. Doyle
,
C. Ferrari
(1)
,
J. Goupy
(5)
,
C. Kramer
(6)
,
G. Lagache
(10)
,
S. Leclercq
(8)
,
J.-F. Macías-Pérez
(2)
,
S. Maurogordato
(1)
,
P. Mauskopf
,
F. Mayet
(2)
,
A. Monfardini
(5)
,
F. Pajot
(4)
,
E. Pascale
,
L. Perotto
(2)
,
G. Pisano
,
E. Pointecouteau
(11)
,
N. Ponthieu
(9)
,
G.W. Pratt
(3)
,
V. Revéret
(3)
,
A. Ritacco
(2)
,
L. Rodriguez
(3)
,
C. Romero
(8)
,
F. Ruppin
(2)
,
K. Schuster
(8)
,
A. Sievers
(6)
,
S. Triqueneaux
(7)
,
C. Tucker
,
R. Zylka
(8)
1
LAGRANGE -
Joseph Louis LAGRANGE
2 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
3 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
4 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
5 NEEL - HELFA - Hélium : du fondamental aux applications
6 IRAM - Instituto de RadioAstronomía Milimétrica
7 NEEL - Cryo - Cryogénie
8 IRAM - Institut de RadioAstronomie Millimétrique
9 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
10 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
11 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
2 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
3 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
4 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
5 NEEL - HELFA - Hélium : du fondamental aux applications
6 IRAM - Instituto de RadioAstronomía Milimétrica
7 NEEL - Cryo - Cryogénie
8 IRAM - Institut de RadioAstronomie Millimétrique
9 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
10 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
11 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
R. Adam
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 192629077
P. Ade
- Fonction : Auteur
A. Beelen
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755575
- ORCID : 0000-0003-3201-0185
- IdRef : 133827755
A. Bideaud
- Fonction : Auteur
H. Bourdin
- Fonction : Auteur
O. Bourrion
- Fonction : Auteur
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A. Catalano
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1341272
- IdHAL : andreacatalano
S. Doyle
- Fonction : Auteur
C. Ferrari
- Fonction : Auteur
- PersonId : 743106
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G. Lagache
- Fonction : Auteur
- PersonId : 801849
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J.-F. Macías-Pérez
- Fonction : Auteur
- PersonId : 830870
- IdHAL : juan-francisco-macias-perez
S. Maurogordato
- Fonction : Auteur
- PersonId : 178924
- IdHAL : sophie-maurogordato
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P. Mauskopf
- Fonction : Auteur
F. Mayet
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 160311675
F. Pajot
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : francois-pajot
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- IdRef : 13140718X
E. Pascale
- Fonction : Auteur
L. Perotto
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 118429221
G. Pisano
- Fonction : Auteur
E. Pointecouteau
- Fonction : Auteur
- PersonId : 738693
- IdHAL : etienne-pointecouteau
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C. Tucker
- Fonction : Auteur
Résumé
We propose a method to map the temperature distribution of the hot gas in galaxy clusters that uses resolved images of the thermal Sunyaev-Zel’dovich (tSZ) effect in combination with X-ray data. Application to images from the New IRAM KIDs Array (NIKA) and XMM-Newton allows us to measure and determine the spatial distribution of the gas temperature in the merging cluster MACS J0717.5+3745, at z = 0.55. Despite the complexity of the target object, we find a good morphological agreement between the temperature maps derived from X-ray spectroscopy only – using XMM-Newton (TXMM) and Chandra (TCXO) – and the new gas-mass-weighted tSZ+X-ray imaging method (TSZX). We correlate the temperatures from tSZ+X-ray imaging and those from X-ray spectroscopy alone and find that TSZX is higher than TXMM and lower than TCXO by ~ 10% in both cases. Our results are limited by uncertainties in the geometry of the cluster gas, contamination from kinetic SZ (~10%), and the absolute calibration of the tSZ map (7%). Investigation using a larger sample of clusters would help minimise these effects.Key words: techniques: high angular resolution / galaxies: clusters: individual: MACS J0717.5+3745 / X-rays: galaxies: clusters / galaxies: clusters: intracluster medium
Domaines
Astrophysique [astro-ph]Format du dépôt | Fichier |
---|---|
Type de dépôt | Article dans une revue |
Résumé |
en
We propose a method to map the temperature distribution of the hot gas in galaxy clusters that uses resolved images of the thermal Sunyaev-Zel’dovich (tSZ) effect in combination with X-ray data. Application to images from the New IRAM KIDs Array (NIKA) and XMM-Newton allows us to measure and determine the spatial distribution of the gas temperature in the merging cluster MACS J0717.5+3745, at z = 0.55. Despite the complexity of the target object, we find a good morphological agreement between the temperature maps derived from X-ray spectroscopy only – using XMM-Newton (TXMM) and Chandra (TCXO) – and the new gas-mass-weighted tSZ+X-ray imaging method (TSZX). We correlate the temperatures from tSZ+X-ray imaging and those from X-ray spectroscopy alone and find that TSZX is higher than TXMM and lower than TCXO by ~ 10% in both cases. Our results are limited by uncertainties in the geometry of the cluster gas, contamination from kinetic SZ (~10%), and the absolute calibration of the tSZ map (7%). Investigation using a larger sample of clusters would help minimise these effects.Key words: techniques: high angular resolution / galaxies: clusters: individual: MACS J0717.5+3745 / X-rays: galaxies: clusters / galaxies: clusters: intracluster medium
|
Titre |
en
Mapping the hot gas temperature in galaxy clusters using X-ray and Sunyaev-Zel’dovich imaging
|
Auteur(s) |
R. Adam
1, 2
, M. Arnaud
3
, I. Bartalucci
3
, P. Ade
, P. André
3
, A. Beelen
4
, A. Benoit
5
, A. Bideaud
, N. Billot
6
, H. Bourdin
, O. Bourrion
2
, M. Calvo
7
, A. Catalano
2
, G. Coiffard
8
, B. Comis
2
, A. d'Addabbo
5
, F.-X. Désert
9
, S. Doyle
, C. Ferrari
1
, J. Goupy
5
, C. Kramer
6
, G. Lagache
10
, S. Leclercq
8
, J.-F. Macías-Pérez
2
, S. Maurogordato
1
, P. Mauskopf
, F. Mayet
2
, A. Monfardini
5
, F. Pajot
4
, E. Pascale
, L. Perotto
2
, G. Pisano
, E. Pointecouteau
11
, N. Ponthieu
9
, G.W. Pratt
3
, V. Revéret
3
, A. Ritacco
2
, L. Rodriguez
3
, C. Romero
8
, F. Ruppin
2
, K. Schuster
8
, A. Sievers
6
, S. Triqueneaux
7
, C. Tucker
, R. Zylka
8
1
LAGRANGE -
Joseph Louis LAGRANGE
( 179867 )
- Boulevard de l'Observatoire B.P. 4229 06304 Nice Cedex 04 - France
- France
2
LPSC -
Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
( 1041808 )
- 53 avenue des Martyrs - 38026 Grenoble Cedex
- France
3
AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) -
Astrophysique Interprétation Modélisation
( 2068 )
- AIM - UMR 7158 - UMR E 9005,
ex "Astrophysique Interactions Multi-échelles",
Service d'astrophysique,
CEA/Saclay,
Orme des Merisiers
F-91191 GIF SUR YVETTE CEDEX
- France
4
IAS -
Institut d'astrophysique spatiale
( 1357 )
- Bâtiment 121 91405 ORSAY CEDEX
- France
5
NEEL - HELFA -
Hélium : du fondamental aux applications
( 1042404 )
- Institut NEEL, 25 rue des Martyrs, BP 166,
38042 Grenoble cedex 9
- France
6
IRAM -
Instituto de RadioAstronomía Milimétrica
( 26181 )
- Avenida Divina Pastora, 7, Núcleo Central E 18012 Granada
- Espagne
7
NEEL - Cryo -
Cryogénie
( 1042399 )
- Institut NEEL, 25 rue des Martyrs, BP 166,
38042 Grenoble cedex 9
- France
8
IRAM -
Institut de RadioAstronomie Millimétrique
( 1830 )
- 300 rue de la Piscine, Domaine Universitaire 38406 Saint Martin d'Hères
- France
9
IPAG -
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
( 1051366 )
- 414, Rue de la Piscine BP 53 38041 Grenoble Cedex 9
- France
10
LAM -
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
( 179944 )
- Pôle de l'Étoile Site de Château-Gombert 38, rue Frédéric Joliot-Curie 13388 Marseille cedex 13
- France
11
IRAP -
Institut de recherche en astrophysique et planétologie
( 135748 )
- 9 avenue Colonel Roche 31028 Toulouse
- France
|
Nom de la revue |
|
Date de publication |
2017
|
Page/Identifiant |
A64
|
Volume |
606
|
Audience |
Internationale
|
Comité de lecture |
Oui
|
Vulgarisation |
Non
|
Langue du document |
Anglais
|
Domaine(s) |
|
Projet(s) ANR |
|
Mots-clés |
en
techniques: high angular resolution, galaxies: clusters: individual: MACS J0717.5+3745, X-rays: galaxies: clusters, galaxies: clusters: intracluster medium
|
arXiv Id | 1706.10230 |
DOI | 10.1051/0004-6361/201629810 |
inSPIRE HEP | 1608154 |
Origine :
Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
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