活动星系核喷流的磁流体力学弛豫:星系团内介质中的射电气泡
宇宙学与河外天体物理
2015-05-18 v1 星系天体物理
摘要
星系团的 X 射线图像经常显示由活动星系核(AGN)外流膨胀形成的欠密度气泡。我结合解析和数值方法,研究了此类气泡内部磁场的演化。发现磁场会弛豫到一个充满整个气泡体积的平衡态。该过程的时间尺度关键取决于外流的磁化强度和螺旋度,以及周围星系团内介质(ICM)的性质。如果外流被强磁化,磁场会在短时间内发生重联,磁能转化为热能,同时磁场的特征长度尺度增加;当达到全局平衡时,该过程停止。平衡场的强度由 AGN 注入气泡的磁螺旋度决定:如果外流具有一致的净通量,从而具有大的螺旋度,则会在短时间内达到全局平衡;而低螺旋度的外流则无法达到全局平衡,在观测时重联仍在进行。然而,会形成局部的磁通管平衡。另一方面,如果外流磁化非常弱,则不会发生重联,气泡内部的磁场保持小尺度且被动。这些结果对气泡的内部组成、它们与 ICM 的相互作用(特别是解释气泡如何在 ICM 中移动很长距离而不破裂)以及一般的冷却流问题都有影响。此外,气泡中的重联位点可能是高能粒子的便利来源,从而规避了同步辐射发射体的寿命短于其所在气泡年龄的问题。
引用
@article{arxiv.1003.4730,
title = {Magnetohydrodynamic relaxation of AGN ejecta: radio bubbles in the intracluster medium},
author = {Jonathan Braithwaite},
journal= {arXiv preprint arXiv:1003.4730},
year = {2015}
}
备注
MNRAS accepted. 15 pages, 10 figures.