射电遗迹中的射电表面起伏

最近的观测揭示了射电遗迹在宽频率范围内的精细结构。在这项工作中，我们对穿过湍流磁化星系团内介质的并合激波进行了三维磁流体动力学模拟，并利用随动拉格朗日粒子来探索产生射电子结构的物理过程及其在高频和低频观测中的表现。我们采用了两种宇宙射线(CR)电子加速模型：从热库中新鲜注入电子，以及重新加速温和相对论性电子。我们使用相对表面亮度起伏$\delta S_{\nu}$来定义“斑块度”。我们发现：1) 如果激波表面具有马赫数分布，而非单一马赫数，则会产生斑块结构；2) 如果马赫数分布包含大量低马赫数($\mathcal{M}\lesssim2.5$)，射电遗迹会显得更斑驳；3) 随着频率增加，斑块度也变大。然而，如果射电遗迹在高频(例如18.6 GHz)是斑驳的，那么它们在低频(例如150 MHz)也必然是斑驳的；4) 为了在低频和高频的斑块度上产生显著差异，激波前沿的马赫数展宽应达到$\sigma_{\mathcal{M}}\gtrsim0.3$-0.4；5) 斑块度的大小取决于马赫数分布以及CR加速模型。我们提出$\delta S_{\nu}$可作为在射电观测中提取并合激波性质以及激波处粒子加速过程信息的潜在工具。