TNG-Cluster 磁场：性质、形貌与切向各向异性
星系天体物理
2026-01-14 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们对来自 TNG-Cluster 磁气动力学宇宙模拟中 352 个巨型星团的磁场属性进行表征，重点关注中心磁场形貌在冷核 (CC) 与非冷核 (NCC) 星团之间的差异。我们呈现磁场强度和等离子体参数的中心值和径向轮廓，作为质量、冷却状态和红移的函数。与低红移观测结果比较，TNG-Cluster 在星团中心区域产生了合理的磁场幅值，范围为 1-200 μG。我们随后讨论本工作的主要发现：在 z=0 的冷核星团中，磁场在约 0.1 r500c 的尺度上呈现出优先切向磁场取向。这些强切向场取向是特定于 CC 的。在相反地，整个星团 population 中，磁场在所有径向和红移处表现出各向同性配置。随着单个星系簇的生长，其磁场拓扑结构的演化呈现多样性：切向特征可以是短暂的，持续存在于较大的宇宙时间尺度，或者周期性出现、消失并在 z=0 前重新出现。我们讨论了解释这些结构起源的物理机制和可能的物理情景。我们认为，AGN 反馈驱动的外流和合并驱动的涡流运动都无法解释星团 population 中磁场取向的切向偏置。相反，我们提出内部引力波被捕获是导致 TNG-Cluster 中冷核星系簇出现切向偏置磁场拓扑的原因，这些星系簇具有强烈的熵梯度。
关键词
引用
@article{arxiv.2507.12517,
title = {Magnetic fields in the intracluster medium with TNG-Cluster: properties, morphology, and tangential anisotropy},
author = {Katrin Lehle and Mateusz Ruszkowski and Dylan Nelson and Marine Prunier and Annalisa Pillepich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.12517},
year = {2026}
}
备注
submitted to A&A