弱星系团激波的弯曲射电谱

为理解弧形巨型射电遗迹（如罕见性、均匀表面亮度和弯曲积分谱）的某些观测特征，我们探索了一种用于射电遗迹的扩散激波加速（DSA）模型，其中球形激波撞击含有化石相对论性电子的磁化云。为此，我们采用与星系团 CIZA J2242.8+5301 中 Sausage 射电遗迹相关的参数进行球形激波的 DSA 模拟，并计算再加速电子随之产生的射电同步辐射。考虑了三类化石电子族：具有激波注入动量的类 delta 函数族、幂律分布以及带指数截断的幂律。计算了射电发射后激波区的表面亮度轮廓和体积分射电谱，并与观测比较。我们发现，Sausage 遗迹的观测宽度可由速度 $u_s \sim 3\times 10^3 \kms$、声速马赫数 $M_s \sim 3$ 的激波较好地解释。若电子加速持续时间为 $\sim 60 - 80$ Myr，这些激波产生弯曲射电谱，在 $(0.1-10) \nu_{\rm br}$ 范围内逐渐陡峭，转折频率 $\nu_{\rm br}\sim 1$ GHz。然而，Sausage 遗迹中观测到的在 $\sim 1.5$ GHz 以上谱指数突增似乎表明，除辐射损失外，还有额外物理过程作用于 $\gamma_e \gtrsim 10^4$ 的电子。