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利用LOFAR探索星暴矮不规则星系IC 10中星系风的生成

星系天体物理 2018-02-28 v1

摘要

低质量星系受到强烈的星系外流影响,其中宇宙射线可能起着重要作用,它们最好用低频射电连续谱观测来示踪,因为后者受谱老化的影响较小。我们呈现了对邻近星暴矮不规则星系IC 10的一项研究,使用了LOw-Frequency ARray (LOFAR)在140 MHz的观测、Very Large Array (VLA)在1580 MHz的观测以及VLA和100米Effelsberg望远镜在6200 MHz的观测。我们发现IC 10具有一个低频射电晕,它在140和1580 MHz非热射电连续谱辐射的短轴剖面中表现为第二分量(厚盘)。这些剖面随后用纯扩散和对流的1D宇宙射线传输模型拟合。我们发现扩散模型拟合最佳,扩散系数为 D=(0.4D=(0.4-0.8)×1026(E/GeV)0.5 cm2s10.8) \times 10^{26}(E/{\rm GeV})^{0.5}~{\rm cm^2\,s^{-1}},这至少比各向异性扩散和扩散长度的估计小一个数量级。相比之下,对流模型虽不能因 mild 倾角被排除,但拟合较差,其给出的对流速度接近逃逸速度 \approx50 kms150~\rm km\,s^{-1},正如宇宙射线驱动风所预期。我们偏好的具有加速风模型提供了一个自洽解,其中磁场与暖中性介质和暖电离介质均处于能量均分,并有宇宙射线的重要贡献。因此,宇宙射线可在盘—晕界面中星系风的启动发挥至关重要的作用。

关键词

引用

@article{arxiv.1802.01463,
  title  = {Exploring the making of a galactic wind in the star-bursting dwarf irregular galaxy IC 10 with LOFAR},
  author = {V. Heesen and D. A. Rafferty and A. Horneffer and R. Beck and A. Basu and J. Westcott and L. Hindson and E. Brinks and K. T. Chyży and A. M. M. Scaife and M. Brüggen and G. Heald and A. Fletcher and C. Horellou and F. S. Tabatabaei and R. Paladino and B. Nikiel-Wroczyński and M. Hoeft and R. -J. Dettmar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1802.01463},
  year   = {2018}
}

备注

10 pages, 5 colour figures, 1 table. Accepted by MNRAS