对天空中最近星系团冷锋的深 Chandra 观测与数值研究

我们呈现了对天空中最近、分辨最好的星系团冷锋的极深（500 ks）Chandra 观测以及定制数值模拟的结果，该冷锋位于 M 87 西北方向 90 kpc（19 arcmin）处。冷锋的北部显得最锐利，其宽度小于 2.5 kpc（1.5 库仑平均自由程；99% 置信度）。沿冷锋各处，温度间断窄于 4-8 kpc，金属丰度梯度窄于 6 kpc，表明跨越界面的扩散、传导与混合被抑制。此类输运过程可被与冷锋对齐的磁场自然抑制。有趣的是，与磁流体动力学模拟的比较表明，为维持观测到的锐利密度与温度间断，沿磁场线的传导也必须被抑制。然而，观测到冷锋的西北部分具有非零宽度。尽管可能存在其他解释，该增宽与几 kpc 尺度上开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI）的存在一致。基于与模拟的比较，KHI 的存在将意味着星团内介质的有效粘度相较于各向同性的类 Spitzer 温度依赖粘度被抑制了超过一个数量级。在冷锋下方，我们观测到准线性特征，其亮度比周围气体高约 10%，且在投影上彼此相距约 15 kpc。与定制数值模拟的比较表明，观测现象可能源于冷锋下方宽层中的气体晃动对磁场的放大，其中磁压达到热压的约 5-10%，降低了亮特征间的气体密度。