大样本模拟星系团中湍流的 multifiltering 研究

我们呈现来自一大组 N-body/SPH 流体动力学星系团模拟的结果，旨在研究 ICM 中湍流的统计性质。该数值流体动力学方案采用一种 SPH 公式，其中通过使用积分方法强烈减小了梯度误差。我们考虑了绝热与辐射两类模拟。我们根据星系团动力学状态或气体物理建模构建子样本，从中通过向团速度应用不同多尺度滤波方法提取小尺度湍流速度。非辐射松弛星系团的流速谱主要为螺线型且比 Kolmogorov 更陡。制冷运行以更浅的谱为特征，我们将此解释为由于致密冷气体核与 ICM 相互作用而在小尺度注入湍流。星系团中的湍流因而具有多重注入尺度，小尺度驱动源叠加于大尺度注入机制之上。松弛星系团的制冷运行展现出在超过两个数量级半径上呈幂律行为的涡量剖面，以及约 1% 的湍流-热能量比。与 Hitomi 观测一致，在高度松弛星系团核心我们发现低水平的气体运动。此外，所估计的团晃动振荡周期径向剖面呈现关联的弗劳德数满足 Fr ~ 0.1（在 r / r_{200} <~ 0.1 内）。我们的发现表明，在团核心 ICM 湍流接近分层各向异性 regime，由重力浮力主导的弱搅拌运动沿径向被强烈抑制。我们得出结论：湍流加热不能视为团核心的主要加热源。