星系团中的激波与非热粒子

星系团通过气体吸积而增长，主要来自子结构的并合，后者向宇宙等离子体释放强大的激波，并将一部分动能转化为热能、磁场放大以及高能粒子的加速。宇宙激波射电特征的理论建模，加上未能探测到宇宙线（CR）质子的伽马射线，对我们理解宇宙线如何在星系团介质中被加速和储存提出了挑战。在此我们综述不同强度宇宙激波对CR的注入，将控制团簇激波中电子和质子非热分布产生的无碰撞过程的详细“微观”视角（基于解析理论和粒子模拟），与现代宇宙学模拟所暗示的宇宙线大尺度分布的“宏观”视角相结合。我们讨论由多重内激波与等离子体大尺度可压缩运动引起的粒子加速的时变非线性动力学模型。这些模型产生软的CR能谱，其在低于几GeV的超热质子中含有显著的能量密度，难以通过Fermi观测约束。我们考虑等离子体成分对热星系团物质中CR注入和超热粒子群体的影响，这可通过Fe离子的精细高分辨率X射线光谱学加以约束。