M101 中的磁场与热气体
星系天体物理
2022-08-17 v1
摘要
对邻近旋涡星系在射电与 X 射线波段的观测揭示了磁场与炽热星际介质(ISM)的结构与能量平衡。在一些旋涡星系中,已在旋臂间的恒星臂之间发现大尺度有序磁场(即所谓磁臂)。对其起源的一种解释是磁重联,理论研究表明磁重联可高效加热低密度 ISM。我们首次给出邻近正面对向旋涡星系 M101 的高分辨率 C 波段(5GHz)射电地图,以研究磁场并验证磁臂的存在。我们对档案 XMM-Newton X 射线数据进行分析,以搜寻该星系盘与晕中由磁重联效应导致气体加热的痕迹。我们结合甚大阵列(VLA)与 Effelsberg 射电望远镜对 M101 的地图,以恢复干涉观测中丢失的大尺度辐射。由所得地图我们推导出磁场强度与能量密度,并将其与 X 射线数据谱分析所得热气体性质进行比较。大部分 X 射线辐射可能来自 M101 晕中的热气体。其温度在质量较大的恒星臂上方及具有增强偏振射电辐射的臂间区域,以及既无 Hα 也无 HI 发射可见的臂间区域最高。在旋臂外的区域观测到较低的磁场强度、能量密度和较高的磁场有序度。尽管 M101 不具备明确的磁臂,但在其中一个臂间区域识别出一条初级磁臂。我们在该处及星系晕中发现 ISM 额外加热的微弱迹象,这可由磁重联作用解释。
引用
@article{arxiv.2206.10980,
title = {Magnetic fields and hot gas in M101},
author = {M. Wezgowiec and R. Beck and M. Hanasz and M. Soida and M. Ehle and R. -J. Dettmar and M. Urbanik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.10980},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 10 figures, 11 tables. Accepted to A&A