面向具有可分辨库仑碰撞尺度的磁化星系团内介质宇宙学模拟

我们展示了一个极大质量星系团（维里质量 M_vir = 2.0 × 10^{15} 太阳质量）的极高分辨率、非辐射磁流体力学宇宙学zoom-in模拟的初步结果。我们采用 4 × 10^5 M_{⊙} 的质量分辨率和星系团中心区域约250 pc的最大空间分辨率。我们追踪了星系团内介质（ICM）中可分辨小尺度湍流发电机的详细放大过程，该过程在红移4前呈强指数增长，之后场在绝热压缩极限下微弱增长直至红移2。随着系统接近红移零，场能量略有降低，与绝热减压一致。中心区域场结构高度湍流，在几十kpc长度尺度上显示场反转，以及由小尺度湍流发电机作用有序化的中心区域径向与角向场分量间的反相关。Mpc尺度上的大尺度场几乎各向同性，表明大质量星系团形成中的结构形成过程抑制了中心区域通过湍流发电机放大的初始场构型与形态的记忆。我们证明，可分辨对小尺度磁场结构（其对ICM中宇宙射线的注入和输运至关重要）的磁化ICM极高分辨率模拟是可实现的。该工作是用宇宙射线在途处理以详细模拟电子同步辐射和伽马射线发射的后续研究的重大基石。