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超星系团中磁场的检测

宇宙学与河外天体物理 2025-03-13 v1 星系天体物理

摘要

大尺度结构中星系团之外的星系间隙中的磁场仍鲜为人知。超星系团提供了研究这些低密度环境的独特场景,其中弱信号使得检测具有挑战性。沿超星系团视线的偏振源的_faraday 旋转测量值有助于约束这些区域的磁场属性。本研究旨在使用 RM 测量值在不同频率下确定超星系团中低密度环境的磁场强度。我们分析了三个相邻(z<0.1)的超星系团,包括冕头鹰座、猎户座和狮子座,其中提供了 1.4 GHz 和 144 MHz 的偏振观测数据。我们的数据目录包含 4497 条具有来自文献和未公开 144 MHz 数据的 RM 值的偏振背景源。我们为每个超星系团构建了 3D 密度立方体,以估算 RM 测量位置的密度。通过将 RM 值分为三个密度组(外缘、星系间隙和节点)我们检查了与平均密度相关的 RM 方差。我们发现,最低密度区域(超星系团之外)与低密度星系间隙区域(超星系团内部)之间的 RM 方差过剩为 2.5 ± 0.5 rad² m⁻⁴。这表明超星系团星系间隙中存在介导性磁场。通过以单一尺度、随机取向的磁场模型化 RM 方差,我们在边缘化处理 reversal scale 和路径长度后,将视线磁场约束为 B_{//} = 19^{+50}_{-8} nG。我们的发现与大尺度结构星系间隙的前期研究一致,表明仅靠绝热压缩(B_{||} ~ 2 nG)无法完全解释观察到的场强。其他放大机制可能对超星系团中磁场的演化作出贡献。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.08765,
  title  = {Detection of magnetic fields in superclusters of galaxies},
  author = {G. V. Pignataro and S. P. O'Sullivan and A. Bonafede and G. Bernardi and F. Vazza and E. Carretti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.08765},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics