星系团中气体晃动的玩具模型
星系天体物理
2024-03-01 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们应用基于“摆波”的玩具模型来研究星系团中的气体晃动。从一个充满静力学 intra-cluster medium (ICM) 的星系团势开始，我们对所有 ICM 施加一个初始的小幅单向速度扰动，即瞬时踢击。因此，每一块 ICM 都将由于浮力以其局部的 Brunt-V"ais"al"a (BV) 周期振荡，我们证明该周期近似与星系团半径成正比。不同半径处具有不同周期的气体块的振荡导致了一种特征性的、向外移动的局部压缩和稀疏相干模式；前者形成了晃动冷锋 (SCFs)。我们的模型预测 SCFs：(i) 首先出现在星系团中心，(ii) 在数 Gyr 的时间尺度上向外移动，(iii) 在给定星系团的相反两侧形成交错模式，(iv) 各自以近似恒定的速度向外移动；以及 (v) 内部 SCFs 比外部 SCFs 更容易形成不连续面。这些特征在理想的星系团晃动（磁）流体动力学模拟中已广为人知。我们进行了流体动力学+N 体模拟比较，其中晃动由瞬时踢击或小质量并合触发。这些模拟中的晃动在定性上表现为玩具模型所预测的行为。然而，玩具模型略微高估了晃动锋面的速度，并且没有预测到内部 SCFs 相比外部 SCFs 会出现延迟。鉴于此，我们将最外层的冷锋（可能是一个“失败”的 SCF）确定为追踪引发星系团晃动的并合事件年龄的最佳示踪物。
引用
@article{arxiv.2402.18632,
title = {A toy model for gas sloshing in galaxy clusters},
author = {Elke Roediger and Iraj Vaezzadeh and Paul Nulsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.18632},
year = {2024}
}
备注
12 pages, 8 figures. Accepted for publication in MNRAS