标题： 星系团外区作为检验引力修改的新探针 显示英文标题

标题： Outer regions of galaxy clusters as a new probe to test modifications to gravity

摘要： 我们将焦散技术应用于在红移空间中叠加的星系团样本，以估计星系团外部区域的引力势，并检验标准引力理论的修改。 我们从HeCS-SZ、HeCS-redMapper和HeCS样本中分离出122个星系团，分成四个质量递增的样本；我们为这些样本估计了四个稳健且高度约束的焦散轮廓。 四个叠加星系团的焦散质量在$ 10\%$范围内与每个星系团样本的相应中值一致。 通过采用NFW密度轮廓来模拟引力势，我们在半径$r_{\rm p} \sim 4.0\, {\rm Mpc}$以内恢复了焦散轮廓$\mathcal{A}(r)$。 这种比较是对星系团质量-浓度关系的一阶验证，该关系预期出现在$\Lambda$CDM模型中。 因此，我们在分析中将这种相关性作为先验条件。 基于我们的叠加星系团，我们估计了填充因子的值，该因子进入焦散技术，$\mathcal{F}_{\beta} = 0.59\pm 0.05$；我们仅使用真实数据推导出该值，并发现它与文献中通常采用的值一致。 然后，我们使用叠加星系团的焦散轮廓$\mathcal{A}(r)$来限制卡门重力模型。 我们发现，焦散轮廓在 $95\%$ C.L. 下提供了 $|f_{\rm R0}| \lesssim 4 \times 10^{-6}$ 的严格上限。 在 $f(\mathcal{R})$ 情况下的限制。 此处开发的形式将被进一步完善，以测试星系团扩展外部弱引力区域中的引力修改。 显示英文摘要

摘要： We apply the caustic technique to samples of galaxy clusters stacked in redshift space to estimate the gravitational potential in the cluster's outer region and test modifications to the standard theory of gravity. We separate 122 galaxy clusters from the HeCS-SZ, HeCS-redMapper, and HeCS samples into four samples with increasing mass; we estimate four robust, highly constraining caustic profiles for these samples. The caustic masses of the four stacked clusters agree within $ 10\%$ with the corresponding median values of each cluster sample. By adopting the NFW density profile to model the gravitational potential, we recover the caustic profile $\mathcal{A}(r)$ up to radius $r_{\rm p} \sim 4.0\, {\rm Mpc}$. This comparison is a first-order validation of the mass-concentration relation for galaxy clusters expected in the $\Lambda$CDM model. We thus impose this correlation as a prior in our analysis. Based on our stacked clusters, we estimate the value of the filling factor, which enters the caustic technique, $\mathcal{F}_{\beta} = 0.59\pm 0.05$; we derive this value using real data alone and find it consistent with the value usually adopted in the literature. We then use the caustic profiles $\mathcal{A}(r)$ of the stacked clusters to constrain the chameleon gravity model. We find that the caustic profiles provide a stringent upper limit of $|f_{\rm R0}| \lesssim 4 \times 10^{-6}$ at $95\%$ C.L. limits in the $f(\mathcal{R})$ scenario. The formalism developed here shall be further refined to test modifications to gravity in the extended outer weak gravitational regions of galaxy clusters.