星系团中的宇宙射线及其非热辐射

射电观测通过以射电晕和外围遗迹形式存在的延展同步辐射，证实了与星系团内介质 (ICM) 相关的相对论性粒子和磁场的存在。这一观测证据对 ICM 物理学具有根本性意义。星系团中的非热成分确实是探测星系团内部高能过程的独特探针，这些过程将引力能和电磁能耗散为宇宙射线和磁场。这些成分强烈影响 ICM 的（微观）物理性质，包括粘滞性和电导率，并可能对星系团本身的演化产生潜在后果。过去十年中，关于星系团中宇宙射线的性质和特征（包括cluster-scale 观测到的射电辐射起源）引发了活跃的理论争论。得益于近期在射电和高能波段的观测进展，我们才开始着手解决该领域的一些最重要问题。宇宙射线和星系团非热辐射的性质取决于 ICM 的动力学状态、ICM 中粒子加速机制的效率以及这些宇宙射线的动力学行为。在本综述中，我们详细讨论了星系团中宇宙射线的加速和输运，以及为我们理解这一物理过程提供重要步骤的最相关观测里程碑。最后，展望新一代观测工具带来的可能性，我们聚焦于近期射电和高能观测中看似最重要的前景。