宇宙线主导的星系晕中维里激波受到抑制

我们利用一套考虑超新星宇宙线（CR）注入的高分辨率宇宙学 FIRE-2 模拟，研究宇宙线对维里激波结构的影响。在质量大（$M_{\rm halo} \gtrsim 10^{11}\,M_{\odot}$）、低红移（$z\lesssim 1-2$）的晕中，预期会形成具有准流体静力平衡中缓慢冷却气体的「热晕」（伴有稳定维里激波），我们不含 CR 的模拟确实展现出清晰的维里激波。从流入中凝结出的较冷相变为受压力约束的过密团块，嵌于低密度、充满体积的 hot 气体中，其冷却时间远长于流入时间。因此气体在约维里半径（$\approx R_{\rm vir}$）处由冷的自由下落流入锐利地转变为由热与热压力支撑，且激波为准球形。有 CR 时，我们此前论证过该特定质量与红移范围内的晕会建立起 CR 压力主导的气态晕。此处我们表明，当 CR 压力压倒热压力时，不存在显著的维里激波。相反，流入气体被 CR 压力梯度逐渐减速，且气体在 $R_\mathrm{vir}$ 之外甚至更远仍相对亚声速。快速冷却还在 $\sim R_\mathrm{vir}$ 内的流入气体中维持亚维里温度。