并合星系团中并合激波的性质

在星系团外围探测到的 X 射线激波和射电遗迹通常被解释为由子团块并合产生的激波。我们利用一组用于宇宙大尺度结构形成的宇宙学模拟，研究了并合星系团中并合激波的性质。作为代表性案例，我们在此关注经历了质量比约为 $\sim2$ 的几乎正面碰撞的模拟星系团。由于团簇介质的湍流性质，激波面并不光滑，而是由具有不同 Mach 数的激波组成。随着并合激波从核心向外围扩展，平均 Mach 数 $\left<M_s\right>$ 随时间增加。我们提出，沿并合轴传播的激波可能表现为 X 射线激波和/或射电遗迹。通过激波的动能 $F_\phi$ 在其初始发射后约 $\sim1$ Gyr 时，或在距核心约 $\sim1-2$ Mpc 处达到峰值。由于此处采用的宇宙射线（CR）加速效率依赖于 Mach 数的模型，其 CR 能量加权 Mach 数较高，为 $\left< M_s \right>_{\rm CR}\sim3-4$，相比之下，动能加权 Mach 数为 $\left<M_s\right>_{\phi}\sim2-3$。最强能量的激波位于较轻暗物质（DM）团块前方，而较重的 DM 团块位于星系团的另一侧。尽管我们的研究仅限于所考虑的并合情形，但诸如激波性质的均值与变化及其时间演化等结果，可与观测到的并合激波特征进行比较，从而约束对相关观测的解释。