星系团射电晕中的新标度关系与再加速模型

在本文中，我们在再加速情景的框架下，以一种简化但具有物理动机的形式，推导了具有巨大射电晕的星系团的新预期标度关系，即：射电功率 ($P_R$) 与射电发射区域大小 ($R_H$) 的关系，以及 $P_R$ 与发射区域内包含的星系团总质量 ($M_H$) 和该区域内的星系团速度弥散 ($\sigma_H$) 的关系。我们通过分析文献中可用的最新射电和 X 射线数据，针对一个已知的具有巨大射电晕的星系团样本来寻找这些相关性。特别是，我们发现 $P_R$ 与 $R_H$ 之间存在良好的相关性，并且 $M_H$ 与 $R_H$ 之间存在非常紧密的“几何”标度。根据这些相关性，预计 $P_R$ 也与 $M_H$ 和 $\sigma_H$ 成标度关系，这一点得到了我们分析的证实。我们表明，在射电晕体积内的平均磁场强度随 $M_H$ 略有变化的情况下，所有观测到的趋势都能很好地与预期相符。还发现了 $R_H$ 与 $\sigma_H$ 之间的副产物相关性，可通过光学研究进一步检验。此外，我们发现观测上 $R_H$ 与宿主星系团的维里半径呈非线性标度，这直接意味着星系团中射电发射部分的体积分数随星系团质量增加而增加，因此星系团中的非热成分并非自相似的。