来自阵发性恒星形成与活动星系核的时变宇宙线晕：半解析形式体系与星系形成含义

在过去十年中，星系演化中的宇宙线 (CR) 反馈在理论上重新受到关注，但 CR 在星际介质和环星系介质 (ISM 和 CGM) 中的传输仍存在显著不确定性。尽管多项研究表明 CR 效应在恒星形成大质量星系和熄灭大质量星系中可能均很显著，但对目前观测允许的庞大 CR 传输参数空间进行建模在计算上限制了巡天调查。CR 反馈的解析处理为不同状态下的潜在影响提供了有用见解，但依赖于时间稳态假设，这可能无法很好地表征 CR 在不同宇宙时期和星系质量尺度上的效应。我们提出了在简化假设下描述 CGM 中 CR 压力随时间演化的半解析和数值解，这些解允许快速评估庞大且允许的 CR 传输参数空间。我们证明，来自阵发性恒星形成和/或间歇性黑洞吸积的时变注入可以显著改变 CR 压力分布，特别是在大质量星系的外晕中（$\gtrsim R_{vir}$）。我们的工作进一步表明，CR 反馈可能在塑造大质量星系（$\gtrsim M_{\textrm{halo}} \sim 10^{13} M_\odot$）周围的物质分布中起重要作用，我们推测这些时变效应可能与诸如“奇特射电环”等观测现象有关。最后，我们将我们的半解析形式体系与直接以完全一般性建模 CR 散射率和涌现传输的宇宙线-磁流体动力学 (CR-MHD) 宇宙学放大星系模拟进行了基准测试，突显了我们方法的有效性。我们最后提出，在 CR 反馈的次网格例程中需仔细考虑时变“软化”效应，特别是对于大宇宙学体积中的使用。