星系团中射电遗迹形成与演化的半解析模型

射电遗迹是位于星系团外围区域、大小为 Mpc 级的同步辐射源。基于弥漫激波加速（DSA）情形的模型已被广泛接受用以解释射电遗迹的形成。然而，这些模型面临的一个关键挑战是，大多数观测到的激波似乎太弱而无法产生可探测的辐射，除非在模型中加入化石电子——一群先前已被加速的温和能量电子。为应对此问题，我们提出一个新的半解析模型，通过将化石相对论电子纳入 DSA 理论来描述射电遗迹的形成与演化；该模型受一个由 14 个观测遗迹组成的样本约束，并采用 Press-Schechter 形式体系分别在 50、158 和 1400 MHz 的 $20^{\circ} \times 20^{\circ}$ 天区中模拟这些遗迹。结果表明，化石电子对射电辐射贡献显著，在 158 MHz 处可产生比仅由热电子产生的辐射亮四个数量级的辐射，且我们模拟的射电遗迹星表的功率分布能调和观测到的 $P_{1400}-M_{\mathrm{vir}}$ 关系。我们预测在 158 MHz 处， $M_{\mathrm{vir}} > 1.2\times 10^{14}\,\mathrm{M}_{\odot}$ 的星系团中有 $7.1\%$ 会宿主射电遗迹，这与 LoTSS DR2 给出的 $10 \pm 6\%$ 结果一致。研究还发现，射电遗迹有望在未来 EoR 实验中造成严重的前景污染，其程度与射电晕类似。通过计算激波在传播过程中预期遭遇的射电噪 AGN 数目，评估了 AGN 提供种子化石相对论电子的可能性。