星系团内介质中磁热不稳定性的动力学性质与可探测性

背景。在众多可能与星系团内介质（ICM）动力学相关的等离子体过程中，由磁化浮力不稳定性（如磁热不稳定性，MTI）在可观测尺度上驱动的湍流在ICM外围尤为突出，那里背景温度随半径减小。目的。我们刻画MTI湍流的统计性质，并评估此类磁化动力学能否被未来的ATHENA星载X射线热量计X-IFU探测到。方法。我们利用Perrone & Latter (2022a,b)导出的标度律，针对不同ICM热力学轮廓估算MTI湍流的可观测湍流饱和水平与注入尺度，并采用包含Braginskii热扩散与动量扩散的MHD数值模拟来研究其动力学。作为一项前瞻性工作，我们用该模拟通过X-IFU对MTI湍流进行虚拟观测。结果。在适合X射线观测的足够亮区域，MTI驱动的温和湍流可达约5%与约100 km/s（均方根温度涨落与速度）。然而，可测量的积分温度涨落与视线速度场（本质上是星系团晕中的方位角速度分量）分别很难超过1%与10 km/s。我们表明，此类中等信号难以被即将到来的X射线望远镜探测到。MTI湍流在重力方向上各向异性。若涨落强度强于当前理论估计，则MTI涨落或可被X-IFU探测到，且其各向异性可被分辨。结论。在ICM中寻找磁化动力学的直接特征，即便在MTI典型的可观测尺度上，仍具挑战性。本研究是朝此方向的第一步。我们讨论了若干数值与观测策略以取得进一步进展。