奇异射电圆环是围绕大质量星系的维里激波吗？对环星系介质中宇宙线扩散的启示

近来，在高银纬处发现了一类新的圆状射电（$\sim$GHz）天体，称为奇异射电圆环（ORCs）。部分 ORCs 在天球上环绕着恒星质量 $\sim 10^{11}\, M_\odot$、位于 $z=0.2$-$0.6$ 的大质量星系，暗示了可能的物理联系。在本工作中，我们探究了这些射电圆环起源于 $z\sim0.5$ 处大质量（$\gtrsim10^{13}\, M_\odot$）暗物质晕周围的吸积激波/维里激波的可能性。我们发现，发射壳层的射电流量密度与 ORCs 勉强一致。我们还发现，若仅由激波处电子的纯平流，由于电子强烈的逆康普顿冷却，所导致的射电发射壳层远比观测到的窄。相反，我们表明宇宙线（CR）电子的扩散在增加壳层宽度方面起着显著作用。我们推断扩散系数 $D_{\rm cr} \sim 10^{30}\ {\rm cm^2\,s^{-1}}$，与低密度环星系介质（CGM）预期值一致。若 ORCs 确实示踪维里激波，则我们推导的 CR 扩散系数是低密度 CGM 中少数可得的估计之一。最后，我们表明，通过考虑暗物质晕维里化不完全与激波辐射效率有限，可缓解 ORC 与暗物质晕数密度之间的表观差异。因此，本研究为探测此类激波及其内部的非热粒子加速开辟了新途径。此外，我们的结果表明，低质量星系（$\lesssim 10^{13}\, M_\odot$）因其显著更低的射电表面亮度可能不呈现 ORCs。