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三百计划:从合并诱导冲击前沿的射电亮度演化

宇宙学与河外天体物理 2024-10-17 v1 星系天体物理

摘要

星系团合并被认为会产生大尺度冲击波,作为电子加速的理想场所。我们计算了在宇宙学背景下模拟的星系团和星系群合并产生的射电发射光曲线,以研究射电亮度随星系团质量、红移和碰撞参数的依赖性。我们采用《三百计划》中的模型星系团,识别具有两种主要合并结构的星系团合并,并跟踪其在模拟宇宙历史中的演化。我们发现,星系团合并产生的中位数非热射电尾灮亮度光曲线可描述为一个偏斜高斯函数,在副中心团经过核心后迅速上升,随着主要中心质量 M200,1M_{200,1} 的变化,在约 0.10.80.1-0.8\,Gyr 时达到峰值,表现出随质量增加而显著提升的亮度输出:相对于星系群的 <10<10 倍,相对于星系团的 >1050>10-50 倍。总体而言,大多数合并轨道较为径向,碰撞前的中位数开口角约为 20\sim20^{\circ}。我们还发现,独立于星系团质量,较非径向的合并持续时间更长,但该趋势较弱。最后,我们发现峰值射电亮度与质量显著相关,P1.4M200,12.05P_{1.4}\propto M_{200,1}^{2.05},该关系可延伸至从星系团规模到最质量的星系团。我们得出结论,星系团质量是射电“浆”中位数亮度的主要驱动因素,尽管存在显著的质量差异。我们的模拟表明,观察到的冲击驱动的非热射电发射(位于星系团外缘)是由 z1z\lesssim1 时的大型星系团合并引起的,峰值出现于 z00.5z\sim0-0.5 时。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.09422,
  title  = {The Three Hundred project: Radio luminosity evolution from merger-induced shock fronts in simulated galaxy clusters},
  author = {Sebastián E. Nuza and Matthias Hoeft and Ana Contreras-Santos and Alexander Knebe and Gustavo Yepes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.09422},
  year   = {2024}
}

备注

15 pages, 10 figures. Accepted for publication in A&A