星系晕中的宇宙射线平流与扩散输运

我们提出了一维宇宙射线输运模型，通过数值求解电子的纯平流与扩散方程并计算同步辐射发射谱。我们发现，对于指数型晕磁场分布，平流导致近似指数的射电连续谱强度轮廓，而扩散导致的轮廓可更好地用高斯函数近似。相应地，平流的垂直射电谱轮廓近似为线性，而扩散的轮廓呈“抛物”形状。我们将模型与两个边缘星系（NGC 7090和NGC 7462）在$\lambda\lambda$ 22和6 cm波段的ATCA深场观测进行比较。我们的结果是：NGC 7090中的宇宙射线输运以平流主导，速度$V=150^{+80}_{-30}~\rm km\,s^{-1}$；NGC 7462中的输运以扩散主导，扩散系数$D=3.0\pm 1.0 \times 10^{28}E_{\rm GeV}^{0.5}~\rm cm^2\,s^{-1}$。NGC 7090同时具有薄和厚射电盘，其磁场标高分别为$h_{\rm B1}=0.8\pm 0.1$ kpc和$h_{\rm B2}=4.7\pm 1.0$ kpc。NGC 7462仅具有厚射电盘，标高$h_{\rm B2}=3.8\pm 1.0$ kpc。在两个星系中，磁场标高均显著小于能量均分估计所暗示的值。不可忽略比例的宇宙射线电子可从NGC 7090逃逸，因此该星系并非电子热量计。