星系团并合的物理过程

星系团通常通过较小星系团和群的重力并合而形成。重大星系团并合是自大爆炸以来宇宙中最剧烈的能量事件。本文将讨论并合的一些基本物理性质，重点放在简单的解析论证而非数值模拟上。回顾了并合率的半解析估计，并给出了双星并合运动学的简单处理方法。并合在星系团内介质中驱动激波，这些激波加热气体，并应能加速非热相对论性粒子。对激波的X射线观测可用于确定并合的几何结构和运动学。许多星系团包含冷流核；本文讨论了在并合过程中这些冷流核与更热、更稀薄气体的流体动力学相互作用。由于激波中的粒子加速，星系团应包含数量极其庞大的相对论性电子和离子。预期洛伦兹因子γ~300（能量E = γ m_e c^2 ~ 150 MeV）的电子尤为常见。本文描述了由这些并合中加速的非热粒子产生的射电、极紫外、硬X射线和伽马射线辐射的观测与模型。