AGN喷流膨胀气泡作为奇射电圈的可能起源

奇射电圈（ORCs）是新发现的河外射电天体，其起源未知。在本工作中，我们利用FLASH代码进行了三维宇宙线（CR）磁流体动力学模拟，并考虑了强子辐射，预测了端向活动星系核（AGN）喷流膨胀气泡的射电形态。我们考虑以CR质子（CRp）为主的喷流，因为它们倾向于膨胀成扁球状气泡，有望在端向观测时再现ORCs的大推断尺寸。我们发现，在低质量（$M_{\rm vir}\sim 8\times 10^{12} - 8\times 10^{13}~M_\odot$）晕中，强大且持续时间长的CRp主导喷流可以产生与观测到的ORCs尺寸相似（$\sim 300-600$ kpc）且射电形态（圆形且边缘增亮）的气泡。在相同输入喷流能量下，持续时间更长（因此功率更低）的喷流倾向于产生更大的气泡，因为高功率喷流会产生强激波，带走喷流能量的很大一部分。观测到的ORCs的边缘增亮特征是由于气泡与周围介质界面处高效的强子碰撞而自然再现的。我们进一步讨论了射电光度、X射线可探测性以及此类强AGN喷流在星系演化背景下的可能起源。我们得出结论：端向CR主导的AGN气泡可能是ORCs形成的一种合理情景。