星系簇离心碰撞

我们采用基于分段抛物线方法（PPM）和孤立多网格泊波求解器的新型湍流动力学代码，对星系簇之间离心碰撞进行了数值模拟。我们进行了三个仅考虑气体的高分辨率模拟，模拟的等质量星系簇碰撞中，碰撞参数分别为核心半径的0、5和10倍。通过这些模拟，我们研究了合并星系簇的观测外观、随碰撞参数变化的等化时间、碰撞期间的亮度增强以及合并残骸的结构。观测证据表明，在碰撞发生后1-2个声跨时间内均可观测到正在进行的碰撞现象，但仅限于特定的观察角度。残骸实际上需要至少5个声跨时间才能达到virial平衡。由于声跨时间可达1-2 Gyr，因此等化时间可能是宇宙年龄的一个相当大比例。对于碰撞参数为0和5个核心半径的情况，最终的合并残骸非常相似，具有大致等温的核心，中心密度和温度为初始值的两倍。在核心之外，温度随距离的反比下降，密度大致随距离的r^-3.8下降。由于碰撞期间的冲击加热，核心半径会有所小幅增加。对于碰撞参数为10个核心半径的情况，残骸的核心呈更扁平的密度轮廓，外部的衰减更陡峭。在这两种离心碰撞情况下，合并残骸都会发生旋转，但仅在10个核心半径的情况下，这种旋转才可能影响残骸的结构。