模拟宇宙线驱动的星系风:射电同步辐射形态、谱与偏振
星系天体物理
2024-10-04 v2 高能天体物理现象
摘要
星系的形成受到星系风的显著影响,星系风可能由宇宙线驱动,因为宇宙线具有较长的冷却时间,并且与等离子体的耦合优于辐射。在本研究中,我们将CHANG-ES合作目录中侧向星系NGC 4217的射电观测结果,与基于arepo模拟的孤立星系模拟观测进行了比较,该模拟采用了最先进的二矩宇宙线输运处理和多方相星际介质模型。我们发现,对于合理的模型参数,模拟与观测图像及光谱数据具有显著的一致性。具体而言,我们发现:(i) 强度轮廓的形状对磁场强度、模拟星系的距离以及宇宙线电子谱的归一化依赖较弱,模拟与真实观测的一致性在这些因素上存在简并;(ii) 0.1 GHz以上的多波段光谱与射电观测一致,其斜率对磁场强度也仅有弱敏感性;(iii) 磁场形态呈现X形结构,这在侧向星系中常见,与观测一致,表明存在星系尺度的外流。我们的结果凸显了在模拟中纳入先进宇宙线输运模型的重要性,并为了解星系风动力学及其对星系演化的影响提供了更深入的认识。
引用
@article{arxiv.2407.20837,
title = {Simulating Radio Synchrotron Morphology, Spectra, and Polarization of Cosmic Ray Driven Galactic Winds},
author = {H. -H. Sandy Chiu and Mateusz Ruszkowski and Timon Thomas and Maria Werhahn and Christoph Pfrommer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.20837},
year = {2024}
}
备注
21 pages. Accepted for publication in ApJ