은하단은 우주 역사 전반에 걸쳐 성장과 진화를 좌우하는 무수한 물리 과정에 의해 구조가 형성된 결과물이다. 그 결과로 은하단 내부의 물질 분포, 혹은 그 형상은 우주론 및 천체물리학적 과정, 특히 중력에 의한 새로운 물질의 부착(가산)에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 XMM-Newton을 이용한 Cluster HEritage 프로젝트의 Mass Assembly and Thermodynamics at the Endpoint of structure formation (CHEX-MATE)로부터 은하단의 3차원 삼축(triaxial) 형상을 조사하기 위한 분석 방법을 제안한다. 본 논문은 CHEX-MATE 삼축 분석 시리즈의 첫 번째로서, XMM-Newton의 X선 자료와 Planck 및 Atacama Cosmology Telescope가 제공하는 선야예프–젤도비치(Sunyaev–Zel’dovich, SZ) 효과 지도들을 활용하여 은하단 내부매질(ICM) 가스의 3차원 삼축적 기술을 도출하는 데 초점을 둔다. 우리는 가스의 밀도 및 압력에 대한 삼축 타원체 모델을 투영하여, X선 및 SZ 효과에서 관측되는 2차원 분포와 직접 비교할 수 있도록 하는 기법의 순방향(forward) 모델링 정식화를 제시한다. 마코프 연쇄 몬테카를로(Markov chain Monte Carlo, MCMC)를 사용하여 모델 매개변수의 사후분포를 추정한다. 매끈한 모델에 대한 모의(mimic) X선 및 SZ 관측을 사용하여, 본 방법이 진정한(진실한) 매개변수 값을 신뢰성 있게 복원할 수 있음을 보인다. 또한 분석을 CHEX-MATE 은하단 1개인 PSZ2 G313.33+61.13(Abell 1689)의 관측 데이터에 적용하여, 기법을 설명한다. 추정된 매개변수는 해당 은하단에 대한 기존 분석 결과와 일치하며, 우리의 결과는 ICM 분포의 축비(axial ratios)를 포함한 기하학적 특성들이 몇 퍼센트 이내로 제한됨을 시사한다. 이전 연구들보다 훨씬 더 높은 정밀도로, 따라서 Abell 1689이 시선 방향으로 유의미하게 길게 늘어져 있으며, 그 결과 예외적인 중력렌즈 현상 특성을 나타낸다는 점을 더욱 확고히 한다.

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