星系团中宇宙射线的反馈加热
天体物理学
2009-11-13 v2
摘要
近期的观测表明，星系团中心区域的冷流被高度抑制。观测到的活动星系核（AGN）诱导的空腔/气泡是抑制冷却的主要候选机制，通常通过某种形式的机械加热来实现。同时，观测到的X射线空腔和同步辐射表明存在显著的非热粒子群。先前的研究集中于宇宙射线压力支持的动力学效应，但尚未建立宇宙射线加热显著的成功模型。在此，我们研究了一种新的AGN加热模型，其中星系团内介质（ICM）被宇宙射线有效加热，这些宇宙射线通过扩散或气泡被Rayleigh-Taylor或Kelvin-Helmholtz不稳定性撕裂而注入到ICM中。我们同样考虑了热传导。通过数值模拟，我们表明冷却灾变得到了有效抑制。星系团迅速弛豫到准平衡态，其吸积率大幅降低，且温度和密度分布与观测相符。与仅考虑传导的情况不同，不需要对Spitzer传导抑制因子f进行微调。宇宙射线压力 P_c/P_g <~ 0.1 和 dP_c/dr <~ 0.1 \rho g 均在观测界限之内。宇宙射线加热是机械加热的一种极具吸引力的替代方案，如果GLAST探测到星系团中宇宙射线的伽马射线特征，它可能会变得尤为令人信服。
引用
@article{arxiv.0706.1274,
title = {Feedback Heating by Cosmic Rays in Clusters of Galaxies},
author = {Fulai Guo and S. Peng OH},
journal= {arXiv preprint arXiv:0706.1274},
year = {2009}
}
评论
Revised version accepted for publication in MNRAS. Significantly expanded discussion and new simulations exploring parameter space/model robustness; conclusions unchanged