射电星系茧状结构的延展X射线辐射

我们通过微波背景光子的逆康普顿散射研究了FR-II射电星系瓣的X射线辐射。使用一个简单模型，该模型考虑了相对论电子的注入、通过绝热膨胀、同步辐射和逆康普顿发射的能量损失，以及喷流在特定时间后的停止，我们研究了总X射线功率、表面亮度、X射线亮区的角大小和X射线光子指数随时间和茧状结构大小的演化，并将预测与观测进行了比较。我们发现，在喷流停止后，射电功率比X射线功率下降得更快，时间尺度更短。X射线光谱最初变硬，直到喷流停止，因为对于$\gamma \ge 10^3$的电子，电子谱的陡化被新鲜粒子的注入所缓解。这是由于两个时间尺度的共同作用：典型喷流寿命和将CMB光子散射到keV范围光子（$\gamma \sim \sqrt{1 \, {\rm keV}/ kT_{CMB}}$）的电子因逆康普顿散射导致的冷却时间（$\sim 10^{7\hbox{--}8}$ yr）。另一个发现是，X射线与射电功率之比是一个稳健的参数，主要随红移和环境密度变化，而与其他参数弱相关。我们还确定了X射线与射电光度的时间平均比（在1 keV和151 MHz处），发现对于典型参数值，它随红移按$\propto (1+z)^{3.8}$标度。然后，我们估算了FR-II射电星系的X射线光度函数，并估计出在通量限$\sim 3 \times 10^{-16}$ erg cm$^{-2}$ s$^{-1}$以上，这些弥散X射线亮源的数量约为$\sim 25$ deg$^{-2}$。