宇宙网中的射电辐射

我们通过分析 MareNostrum 宇宙学模拟中的激波，探讨了探测\emph{宇宙网}中射电辐射的可能性。这需要对 Smoothed-Particle Hydrodynamics 模拟中的激波寻找算法进行仔细校准，我们在本文中给出了这一校准。此外，我们利用 SpineWeb 技术识别了宇宙网的元素，即空洞、片层、纤维束和星系团，该技术是一种根据拓扑结构对结构进行分类的方法。因此，我们能够研究马赫数分布与其环境的关系。我们发现，星系团的马赫数中位数为 $\mathcal{M}_{\mathrm{clusters}}\approx1.8$，纤维束为 $\mathcal{M}_{\mathrm{filaments}}\approx 6.2$，片层为 $\mathcal{M}_{\mathrm{walls}}\approx 7.5$，空洞为 $\mathcal{M}_{\mathrm{voids}}\approx 18$。然后，我们使用 Hoeft & Br"{u}ggen (2007) 推导的形式体系估算了宇宙网中的射电辐射。我们还发现，为了使我们的模拟与观测数据（例如 NVSS 射电遗迹光度函数）相匹配，在激波处耗散的能量比例为 $\xi_{\mathrm{e}}=0.0005$，这与 Hoeft 等人 (2008) 提出的 $\xi_{\mathrm{e}}=0.005$ 形成对比。我们发现，$M \ge 10^{14} M_{\odot}$ 的星系团中有 41% 存在以射电遗迹形式存在的弥漫射电辐射。此外，我们预测在 150 MHz 频率下，来自纤维束的射电通量应为 $S_{150 MHz}\sim 0.12$ $\mu$Jy。