利用射电遗迹测试宇宙线加速:基于 MHD 和示踪粒子的高分辨率研究
高能天体物理现象
2016-12-07 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
星系团内介质中的弱激波可能会根据上游磁场与激波法线之间的角度,以不同的方式加速宇宙线质子和宇宙线电子。在这项工作中,我们研究了激波倾角如何在星系团的高分辨率模拟中影响宇宙线的产生。为此,我们使用网格细化代码 \enzo 对星系团进行了磁流体动力学(MHD)模拟。我们使用拉格朗日示踪粒子来跟踪热气体、宇宙线和磁场随时间的性质。通过改变依赖于倾角的质子和电子加速效率,并检查由此产生的强子 -射线和射电发射,我们测试了多种不同的加速情景。我们发现,如果只有准垂直激波能够加速宇宙线电子,射电发射不会发生显著变化。我们的分析表明,遗迹中发现的射电发射电子通常在 之前经历过多次激波。另一方面,如果只允许准平行激波加速宇宙线质子,则来自星系团的强子 -射线发射会显著减少。这可能会缓解与 \textit{Fermi} 卫星设定的星系团 -射线发射低上限之间的张力。
引用
@article{arxiv.1610.05305,
title = {Testing cosmic-ray acceleration with radio relics: a high-resolution study using MHD and tracers},
author = {Denis Wittor and Franco Vazza and Marcus Brüggen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.05305},
year = {2016}
}
备注
16 pages, 17 Figures, accepted for publication by MNRAS