采用能谱宇宙线模型的星系团模拟——"逆向"射电遗迹
高能天体物理现象
2023-08-02 v1
摘要
相对论电子产生的非热辐射揭示了星系团内磁场的强度与形态，并提供了结构形成激波的有力示踪。另一方面，宇宙线（CR）质子引起的辐射仍挑战当前观测，因而检验着星系团内激波处的质子加速模型。包含 CR 效应的大尺度模拟一直难以实现，主要退化为模拟总体能量预算，或在模拟输出后处理中追踪 CR 族，且常仅针对质子或电子之一。我们使用一种高效的在轨 Fokker-Planck 求解器，在模拟的每个分辨率单元内演化 CR 质子与电子的分布。该求解器基于近期 PIC 模拟结果考虑星系团内激波处的 CR 加速、由激波与 MHD 湍流引起的再加速、绝热变化以及电子的辐射损失。我们将此模型应用于星系团的 zoom 模拟，该模拟近期被用于展示团尺度小尺度湍流发电机的演化。这些模拟中，我们对电子采用跨越 6 个数量级动量的 48 能谱 bin，对质子采用跨越 6 个数量级动量的 12 能谱 bin。我们给出了关于模拟中"逆向"射电遗迹可能形成机制的初步结果。
引用
@article{arxiv.2308.00448,
title = {Galaxy Cluster simulations with a spectral Cosmic Ray model -- "Wrong Way" Radio Relics},
author = {Ludwig M. Böss and Ulrich P. Steinwandel and Klaus Dolag},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.00448},
year = {2023}
}
备注
Presented at the 38th International Cosmic Ray Conference (ICRC2023). Comments welcome!