The Spectral Energy Distribution of Powerful Starburst Galaxies I: Modelling the Radio Continuum
为了分离同步辐射和自由-自由辐射成分，我们获得了19个中等红移（$0.067 < z < 0.227$）南星爆星系的70 MHz ~ 48 GHz射电连续谱数据.使用贝叶斯框架，我们发现无线电连续谱很少具有单一幂律的特征，而是经常表现出低于500 MHz的低频翻转，在中高频率处变陡，在高频处变平，自由发射开始主导同步辐射。这些高阶曲率分量可能归因于不同光学深度的恒星形成的多个区域的自由-自由吸收。在我们的星系样本中，分解的同步辐射和自由-自由辐射分量与总红外辐射光度形成了很强的相关性。最后，我们发现，如果不考虑90至500 MHz之间的自由-自由吸收，则如果从较高频率使用简单的幂律外推，则低频（$ν< 200$ \，MHz）的无线电连续谱可能被高估12倍以上。我们的样品的平均同步辐射光谱指数被限制为$α=-1.06$，这是陡峭的正则值$-0.8$的正常星系。我们认为这可能是由一个本质上陡峭的宇宙射线分布。
2017-10-05 astro-ph.GA
Dwarf galaxies and the Magnetisation of the IGM
随着LOFAR的运行，存在一个很好的机会来阐明一些宇宙学意义的问题。与任何明显的离散源无关的漫射射电同步辐射以及星系团中的法拉第旋转都表明星系际或星系团内介质（IGM，ICM）遍布着弱磁场，以及相对论粒子。粒子和场都必须是由活动星系核（AGN）或正常的恒星形成星系注入IGM的。后者的最佳候选者是星暴矮星系，在等级结构形成的框架中，它们必须大量存在。如果这是真的，人们应该能够在局部星暴或星暴后的矮星系周围探测到以前高度相对论性粒子的扩展同步加速器晕。有了LOFAR，人们应该很容易就能找到昏迷星团和更远的地方。
2011-04-21 astro-ph.GA
Studying the magnetized ISM with all-sky polarimetric radio maps
来自我们银河系星际介质（ISM）的同步辐射在低射频下主导天空亮度，并携带关于在一系列天体物理环境中的相对论和热电子分布的信息。辐射的偏振，如ISM中法拉第旋转效应所修改的，也包含关于磁场的广泛信息。这种辐射的全面的全天空宽带映射，当与高频无线电数据，伽马射线数据，宇宙射线（CR）测量和复杂的建模相结合时，可以彻底改变我们对ISM及其影响其演变的过程的理解。目前银河系同步辐射的宽视场图像在频率覆盖范围、天空覆盖范围、角分辨率和校准精度方面是不均匀的，限制了ISM研究的实用性。新一代的全数字低频阵列技术正在开辟一条道路，在从几十到几百MHz的完全采样的射频条带上实现匹配分辨率、高保真度的极化成像，为广泛的科学应用生成一个转换数据集。
2019-03-15 astro-ph.GA
Equipartition and Cosmic Ray Energy Densities in Central Molecular Zones of Starbursts
星系中磁场和宇宙射线的能量密度通常被假定为均分，从而可以从观测到的射电同步辐射谱中间接估计出磁场强度。然而，初级和次级CR都对同步辐射谱有贡献，CR电子也通过韧致辐射和逆康普顿释放能量。虽然经典的均分公式避免了这些复杂性，但最近有一些修正，解释了恒星爆发的极端条件。然而，将均分公式应用于星爆环境还预先假设时间尺度足够长以达到平衡。在这里，我们测试均分在附近的星爆星系的中央分子区（CMZ）通过模拟观测到的伽马射线光谱，这提供了一个直接的测量CR的能量密度，和无线电光谱，这提供了一个探针的磁场强度。我们发现，在恒星爆发，磁场能量密度是显着大于CR能量密度，表明均分的论点是经常无效的CMZ。
2015-12-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic foreground and CMB emissions randomization due to chaotic/turbulent dynamics of magnetized plasma dominated by magnetic helicity
本文基于数值模拟与WMAP/Planck观测，在分布混沌概念框架下用Kolmogorov-Iroshnikov唯象理论证明磁螺旋度主导的磁化星际介质混沌/湍流动力学使银河系前景辐射随机化程度随频率升高而增强，且背景磁场与CMB随机化程度远低于前景辐射。
2025-06-03 astro-ph.GA
The Magnetized Disk-Halo Transition Region of M51
一个研究大尺度磁场的极好实验室是设计宏伟的正面螺旋星系M51。由于法拉第退偏振的波长依赖性，不同射频下的线偏振同步辐射给出了星系不同深度的图像：在L波段（1-2 GHz）的观测探测了晕圈区域，而在C和X波段（4-8 GHz）的线偏振辐射探测了M51的盘区域。本文利用Karl G. Jansky甚大阵列（VLA）在S波段（2-4 GHz），以前没有偏振观测存在，以揭示新的光盘和晕之间的过渡区。讨论了多层磁离子介质中同步辐射的退偏振模型，并将模型预测结果与M51在1- 8 GHz之间的多频偏振数据进行了比较。新的S波段数据对于区分不同的模型至关重要。我们的研究表明，初始模型参数，即M51盘和晕中的总规则和湍流磁场强度，需要调整以成功地拟合模型数据。
2018-10-08 astro-ph.GA
Interpreting the Low Frequency Radio Spectra of Starburst Galaxies: A Pudding of Strömgren Spheres
星暴星系的低频无线电辐射是有用的，但它可以通过几种方式被吸收。最重要的是，星暴星系是许多H II区的家园，它们的自由吸收阻挡了低频无线电波。这些H II区域是离散的天体，但大多数多波长的星爆模型假设电离气体的均匀介质，如果它们包括吸收的话。我计算了星爆中H II区的有效吸收系数，它最终是一个截面乘以H II区的密度。通过假设H II区是Strömgren球来计算截面。该系数在低频率下渐近于一个恒定值，因为H II区域部分覆盖了星暴，并且部分被埋在星暴的同步辐射物质中。考虑到无论是OB星或超级星团周围的Strömgren球体，我证明了该方法通过拟合M82的低频无线电频谱。我讨论的同步辐射光谱形状，H II区域的压力，和自由的自由发射作为恒星形成率指标的结果的影响。然而，这些结果是初步的，并可能受到系统学的影响。我认为，有没有体积填充温暖的电离介质中的星爆，和H II区域可能是最重要的吸收过程下降到~10 MHz。未来在低和高射频的数据将提高我们对电离气体的认识。
2013-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
From 10 Kelvin to 10 TeraKelvin: Insights on the Interaction Between Cosmic Rays and Gas in Starbursts
最近的工作既照亮了我们试图了解星爆星系中的宇宙射线（CR），也使我们感到困惑。我讨论了我的新研究，探索如何CRs互动与ISM在星爆。分子云为CR质子提供了产生π伽马射线和电离的目标，但这些相同的损失可能会屏蔽云的内部。在致密的分子云中，伽马射线和Al-26衰变可以提供电离，其速率高达银河系分子云中的速率。然后，我认为自由自由吸收的低频率无线电辐射从星爆，我认为这是从许多小的，离散的H II区域，而不是从一个“均匀板”的电离气体，而同步辐射出现在它们之外。最后，注意到热的超风气相填充了大部分的恒星爆发，我认为它具有由超新星提供动力的顺磁驱动的磁场，并且这个阶段是大多数同步辐射产生的地方。我展示了如何这样的情况下可以解释远红外无线电相关性，在我以前的工作的背景下。一个大问题是，无线电和伽马射线观测意味着CR也必须与致密气体相互作用。要理解这种情况是如何发生的，需要对湍流和CR传播有更深入的了解。
2013-08-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Magnetized Environment of the W3(H2O) Protostars
我们提出了第一个干涉偏振图的W3（OH）大规模恒星形成区域观察的亚毫米阵列（SMA）在878妈妈角分辨率为1.5（约3 \times 10 AU）。在W3（H2O）的热核心，在W3（H2O）的西北部的一个扩展的发射结构，以及W3（OH）超致密HII区域的一部分中检测到极化。已知W3（H2O）热核与沿东西方向的同步加速器喷流有关。在这个核心中，推断的磁场方向与同步加速器喷流很好地对准，并且接近天空平面。利用观测到的偏振角色散，我们用Escherasekhar-Fermi方法估计了17.0 mG的天空平面磁场强度。结合水脉泽塞曼测量，总的磁场强度估计为17.1 mG，相当于从同步加速器模型估计的场强。磁场能量在核心的湍流中占主导地位。此外，在SMA和JCMT测量中识别出去极化效应。尽管在角分辨率和地图范围的巨大差异，偏振百分比显示出类似的幂律依赖性与光束平均列密度。我们认为，柱密度可能是一个重要的因素，考虑解释时，去极化效应。
2012-04-17 astro-ph.GA astro-ph.SR
A Magnetized Jet from a Massive Protostar
同步辐射普遍存在于活动星系核（AGN）和微类星体的相对论喷流中，但到目前为止，它在年轻恒星（YSO）喷流中的存在尚未得到证实。在这里，我们提出的证据偏振同步辐射所产生的射流的YSO。的明显的磁场，具有约0.2毫高斯的强度，是平行于射流轴，和偏振度增加朝向射流边缘，如预期的限制螺旋磁场配置。这些特征与活动星系核喷流中发现的特征相似，暗示了所有天体物理喷流的共同起源。
2010-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Unveiling the Nature of Coronae in Active Galactic Nuclei through Sub-mm Observations
活动星系核（AGN）中吸积盘上方日冕的加热机制至今仍不清楚。一种可能的机制是磁重联加热，需要磁盘中的磁能和气体能量之间的能量均分。在这里，我们调查的预期观察到的无线电波段从这样一个磁化日冕的属性。磁化日冕由于存在大量的电子，可以产生同步辐射。尽管大部分辐射会被同步加速器自吸收吸收，但同步加速器发射的高频端可以从电晕中逸出并出现在亚毫米范围内。如果只有热电子存在于日冕中，那么来自附近塞弗茨的预期通量低于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的灵敏度。然而，如果非热电子共存于日冕中，ALMA可以测量来自日冕的同步辐射的非热尾部。如果日冕被磁重联加热，那么这种非热粒子数自然会存在。未来的ALMA观测将直接探测活动星系核日冕的磁场强度和非热电子的存在。
2014-11-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Spectral energy distribution and radio halo of NGC 253 at low radio frequencies
我们提出了新的无线电连续观测NGC253从默奇森宽场阵列在76和227兆赫之间的频率。我们模拟的宽带无线电频谱能量分布的总通量密度的NGC253之间的76 MHz和11 GHz的。光谱最好描述为中心星暴和扩展发射的总和。中心部分，对应于内500pc的星系的星爆区域，是最好的建模为内部自由-自由吸收同步加速器等离子体，周转频率约为230 MHz。NGC253光谱的扩展发射分量最好描述为在低射频的同步辐射平坦化。我们发现，34%的扩展发射（以外的中央星爆区域）在1 GHz的低射频成为部分吸收。这种平坦化大部分发生在SE晕的西部区域，并且可能指示冲击再加速电子的同步自吸收或电子分布的固有低能量截止。此外，我们在射电图像中检测到了NGC 253的大规模同步加速射电晕。在154 - 231 MHz，晕显示出众所周知的X形/角状结构，并在z方向（从主轴）延伸到约8kpc。
2017-02-19 astro-ph.GA
The Role of Magnetic Fields in Starburst Galaxies as Revealed by OH Megamasers
我们提出的估计磁场强度的星际介质中的星爆星系来自测量塞曼分裂与OH超脉泽。8个星系的塞曼探测结果表明，星暴星系的星际介质中的磁能密度与它们的流体静力学气体压力相当，就像在银河系中一样。我们讨论了这一结论中的重大不确定性，以及可能减少这些不确定性的措施。我们还比较了塞曼分裂导出的磁场估计磁场强度估计使用同步辐射通量，并假设磁场和宇宙射线具有可比的能量密度，被称为“最小能量”的论点。我们发现，最小能量参数系统地低估了星暴星系中的磁场，并认为，所需的条件，以产生最小能量估计和塞曼导出的星际介质磁场的估计之间的协议是令人难以置信的。星暴星系中的磁场超过最小能量磁场的结论与星暴星系遵循FIR-射电相关的线性一致。
2014-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Populations of Magnetized Filaments in the Intracluster Medium and the Galactic Center
在我们银河系内部的几百个pc中发现了大量的磁化无线电细丝。在理解这群细丝的过程中进展缓慢，部分原因是在银河系或外部星系的其他地方缺乏探测。最近对星系团中的射电星系进行的高灵敏度射电连续观测揭示了ICM中与射电喷流、尾和叶有关的显著孤立的射电结构。这类细丝的起源也不清楚。在这里，我们认为，负责创建的两个人口的基本物理机制是相同的，因为它们的相似性，在形态，灯丝之间的间距，纵横比，磁能密度的介质的热压力，这两个人口都经历了同步加速器老化。这些相似之处提供了一个机会，调查的物理过程中的ISM和ICM的第一次。我们认为GC和ICM中的暗条起源于大尺度风与云的相互作用，或者是弱磁化介质中湍流对磁力线的拉伸和聚集。我们研究这些想法对四个射电星系灯丝与四个射电星系IC 40 B，IC 4496，J1333-3141，ESO 137 -006，并认为，很多可以理解在未来通过比较这两个群体的细丝。
2022-10-10 astro-ph.GA
Radio synchrotron spectra of star-forming galaxies
用非热（同步辐射）和热（自由-自由）辐射定律拟合方法研究了14个成星星系的射电连续谱。基础无线电连续测量覆盖~325 MHz至24.5 GHz（M82为32 GHz）的频率范围。结果表明，大多数同步加速器光谱不是简单的幂律，而是由平均斜率α_nth = 0.59 +/- 0.20（S_nu ~ nu^-alpha）的低频谱以及在1 - 12 GHz频率范围内的中断或指数下降来最好地表示。简单的幂律或轻微弯曲的同步加速器光谱导致不切实际的低热通量密度，和/或与预期的光学薄的自由-自由光谱的强烈偏差，在拟合中斜率α_th = 0.10。破裂或截止能量在1.5 - 7 GeV的范围内。我们简要地讨论了这种截止或断裂的可能起源。如果这里得到的低频谱反映了宇宙射线电子的注入谱，那么它们符合银河系超新星遗迹的平均谱指数。拟合的热通量密度与（前景校正）Halpha通量的比较产生的消光，这与金属丰度增加。热辐射的比例比迄今为止认为的要高，特别是在高频率下，并且在我们样本的矮星系中最高，我们解释为这些低质量系统缺乏包容性，或者是由非常年轻的恒星爆发引起的时间效应。
2017-10-09 astro-ph.GA
Deciphering the radio star formation correlation on kpc scales II. The integrated infrared-radio continuum and star formation - radio continuum correlations
考虑到星系中宇宙射线电子的多种能量损失机制，红外-射电连续谱相关性的紧密程度令人惊讶。我们扩展了Vollmer等人的星系盘分析模型。（2017）通过包括同步辐射率的简化处方。我们把局域旋涡星系、低z星暴星系、高z主序星形成星系和高z星暴星系的气体盘看作湍流星团吸积盘。磁场强度由湍流动能密度和磁能密度之间的均分决定。我们的基准模型，既不包括星系风也不CR电子秒，再现了观测到的无线电连续介质的大部分（~70%）的星系。除了本星系的旋涡星系，快速的星系风可能会使相互矛盾的模型与观测相一致。观测到的IR -无线电相关性在所有数据集的模型和数据的联合不确定性的2 σ内由模型再现。该模型与观测到的SFR -射电相关在~4 σ内一致. CR粒子和磁场之间的能量均分仅在我们的主序星形成星系模型中近似成立。如果假设是CR电子量热计，则红外-射电相关的斜率显著增大.逆康普顿（IC）损失在星暴星系中并不占主导地位，因为在这些星系中，不仅气体密度而且湍流速度色散都高于正常恒星形成星系。湍流动能密度和磁场能量密度之间的均分则导致非常高的磁场强度和非常短的同步加速器时间尺度。在150 MHz和1.4 GHz频率下，我们的模型SFR -无线电相关性的指数非常接近1.
2022-07-13 astro-ph.GA
The relationship between star formation rate and radio synchrotron luminosity at 0 < z < 2
我们在北斯皮策广域红外河外巡天（SWIRE）观测场范围内研究了0 < z < 2星系中恒星形成率（SFR）和射电同步辐射光度之间的关系，以探讨从深射电观测计算宇宙恒星形成历史的一些假设。我们提出了新的610 MHz的巨型米波射电望远镜（GMRT）的欧洲大面积ISO调查（ELAIS）-N2字段的观测，并使用这些数据，以及以前的GMRT调查进行的ELAIS-N1和洛克曼洞地区，我们构建了一个样本的星系红移和SFR信息可从SWIRE调查。我们测试SFR和射电光度之间的局部关系是否适用于z = 2星系，并寻找这种关系与红移和SFR的演变，以检查导致同步辐射的物理过程是否保持不变自从宇宙中恒星形成的高峰以来。我们发现，无线电光度和恒星形成之间的本地校准可以成功地应用于无线电选择的高红移，高SFR星系，虽然我们确定了少数来源，这可能不是这种情况;这些来源显示了对它们的SFR的不准确估计的证据，但是也可能有一些来自物理效应的贡献，例如最近开始的星暴活动，或抑制这些星系内的射电光度。
2009-05-08 astro-ph.GA
(Sub)millimetre interferometric imaging of a sample of COSMOS/AzTEC submillimetre galaxies - II. The spatial extent of the radio-emitting regions
在厘米波段的射电辐射来自于恒星高度形成的星系，如SMG，主要是由超新星活动产生的同步辐射。使用深，高分辨率（$1σ=2.3$ $μ$ Jy束$^{-1}$ ; $0.75^{"}$）厘米射电连续观测所采取的VLA-COSMOS 3 GHz大型项目，我们研究了在COSMOS领域的SMG的通量有限的样品的无线电发射尺寸。在这里研究的39个SMG中，检测到其中18个（$\sim46\pm11\%$）的3 GHz发射，S/N比在${\rm S/N=4.2-37.4}$范围内。使用2D椭圆高斯拟合，我们推导出在3 GHz下检测到的18个SMG的中值去卷积主轴FWHM尺寸为$0.54^{"}\pm 0.11^{"}$。对于已知红移的15个SMG，我们导出了$4.2\pm0.9$ kpc的中值线性长轴半高宽。没有明确的相关性，发现之间的无线电发射的大小和3 GHz或submm通量密度，或红移的SMG。然而，与较低的红移相比，在$z\sim2.5-5$有一个更大的射电尺寸的暗示。我们推导出的尺寸与先前在1.4 GHz和$J$ CO发射中期测量的SMG尺寸一致，但显著大于在（亚）mm连续发射中看到的SMG尺寸。一种可能的情况是，SMG具有i）具有低尘埃温度的扩展气体成分，并且可以通过低到中PDMATHAMV CO线发射和无线电连续谱发射来追踪，以及ii）更温暖，紧凑的星暴区域，引起CO的高PDMAT…
2015-09-23 astro-ph.GA
Super Star Clusters in the Central Starburst of NGC 4945
NGC 4945是一个邻近的星系（3.8 Mpc），拥有核星暴和Seyfert 2型活动星系核。我们使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）成像的93 GHz（3.2 mm）自由自由连续谱和氢复合线发射（H40 $α$和H42 $α$）在2.2 pc（0.12“）的分辨率。我们的观测揭示了27个明亮，紧凑的光源，其半高宽尺寸为1.4 - 4.0 pc，我们将其确定为候选超级星团。在15个源中检测到了示踪候选团簇电离光子速率的双谱线发射，其中6个源在93 GHz连续谱中具有显著的同步辐射分量。采用~ 500万年的年龄，电离光子光度暗示的恒星质量为$\log_{10}$（$M_{\star}$ /M $_{\odot}$）$\approx$ 4.7 - 6.1。我们拟合了一个斜率的集群质量分布，并找到$β= -1.8 \pm 0.4$。与这些星团相关的气体质量，来自350 GHz的尘埃连续体，通常比恒星质量低一个数量级。这些候选星团似乎已经将其大部分致密的出生物质转化为恒星，并且考虑到它们的自由落体时间很短，大约为0.05百万年，它们在早期的挥发阶段幸存下来。我们确定了一个点状源在93 GHz的连续辐射，这是假定为活动星系核。我们没有探测到活动星系核的复合线发射，并对泄漏到$Q_0 < 10^{52}$ s $^{-1}$的星暴区的电离光子设置了上限。
2020-09-10 astro-ph.GA
Deviations from the Infrared-Radio Correlation in Massive, Ultra-compact Starburst Galaxies
通过能量外流的反馈已经成为一个关键的物理过程，负责将恒星形成星系转变为在局部宇宙中观察到的静止系统。为了探索这一过程，本文侧重于一个样本的大规模和紧凑的合并残余星系托管高速气体流出（$|v| \gtrsim 10^{3}$公里秒$^{-1}$），发现在中等红移（$z \sim 0.6$）。从它们的中红外辐射和紧凑的形态，这些星系估计有非常大的恒星形成率（SFR）的表面密度（$Σ_{SFR} \sim 10^{3}$ $\mathrm{M_{\odot}}$ yr $^{-1}$ kpc $^{-2}$），接近爱丁顿极限的辐射压力尘埃颗粒。这表明恒星形成的反馈可能是驱动观察到的外流。然而，这些SFR估计遭受重大的不确定性。因此，我们寻求一个独立的恒星形成的示踪剂，以探测这些系统中的紧凑的星爆活动。在本文中，我们提出了SFR估计计算使用1.5 GHz连续Jansky甚大阵观测19个星系。我们还提出了更新的红外（IR）SFR计算WISE调查数据。我们估计SFR从IR大于从无线电的19个星系中的16个的中位数因子为2.5。我们发现，这种偏差是最大的最紧凑的星系托管最年轻的恒星星族，这表明紧凑的恒星爆发偏离红外无线电相关。我们认为，这种偏差源于同步辐射的自由吸收，每个指标跟踪恒星形成的时间尺度的差异，或异常热的红外辐射尘埃在这些超致密星系。
2020-09-08 astro-ph.GA
ALMA observation of evolving magnetized corona in the radio-quiet changing-state AGN NGC 1566
本研究利用ALMA存档数据分析了状态改变AGN NGC 1566的毫米波连续谱变异性，发现其与X射线流量正相关，证实磁化日冕同步辐射是射电宁静AGN毫米波发射的起源及活动示踪剂。
2025-05-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Search for radio halos in starburst galaxies
本研究利用MeerKAT数据搜寻25个侧向星暴星系中的射电晕，探测并表征了11个射电晕（其中7个为新发现），发现晕的标高随射电直径线性增加，且与恒星形成率无关，支持恒星形成活动在射电晕形成中起关键作用。
2024-03-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic-ray driven outflow from the galactic center and the origin of magnetized radio filaments
对银河系中心内部几百秒的无线电、X射线和红外观测凸显了ISM的两个特征。来自分子离子（如H $^+_3$）的宇宙射线电离率至少比银河系圆盘高出两到三个数量级。另一种是远离银河平面的双极X射线和无线电发射。这些特征与高宇宙射线压力驱使大规模风远离银河平面的情景一致。这样的风与恒星风气泡的相互作用可以解释在银河系中心发现的高能非热射电细丝。这种情况的一些影响是去除气体驱动的外流风，作为一种反馈，以减少恒星的形成率在中央分子区（CMZ），和扭曲的方位角磁场线在CMZ的垂直方向远离平面。风和垂直磁场的综合效应可以解释为什么大多数磁化细丝垂直于银河平面。这幅图像表明，我们的银河系核心最近经历了星暴或黑洞活动，正如最近的无线电和X射线观测所表明的那样。
2019-09-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic rays and non-thermal emission in simulated galaxies: III. probing cosmic ray calorimetry with radio spectra and the FIR-radio correlation
星系恒星形成率（SFR）的无干扰估计对于理解高红移宇宙至关重要。为此，近线性，紧密相关的远红外（FIR）和射电光度的恒星形成星系被广泛使用。虽然FIR与大质量恒星的形成有关，也会产生冲击加速宇宙射线（CR）电子和无线电同步辐射，但仍然缺乏对潜在物理学的详细了解。因此，我们进行三维磁流体动力学（MHD）模拟孤立星系的晕质量和SFRs的范围很广，使用移动网格代码AREPO，并发展CR质子能量密度自洽。在后处理中，我们计算了强子CR质子与星际介质相互作用产生的初级CR电子、冲击加速CR电子和次级CR电子的稳态谱。由此产生的总的无线电光度与所观察到的远红外区的光度，并占主导地位的初级CR电子，如果我们考虑各向异性CR扩散。在星爆中，二次辐射的贡献增加到30%，这是由较大的韧致辐射和库仑损失所补偿的。CR电子处于量热极限，并且通过与星光和宇宙微波背景（CMB）光子的逆康普顿相互作用而损失大部分能量，而较少的能量被转换为同步辐射。这意味着陡峭的稳态同步辐射光谱在星爆。有趣的是，我们发现，热自由-自由发射硬化的总无线电频谱在高射频和调和量热理论与观测，而自由-自由吸收解释了观察到的低频率平坦化的中心地区的恒星爆发。
2021-05-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A Galactic Scale Magnetized Wind Around a Normal Star-Forming Galaxy
通过MeerKAT观测邻近侧向旋涡星系NGC 1532，发现延伸约10 kpc且缺少重合气体尘埃的磁化射电环，支持宇宙线压力驱动星系风。
2024-12-05 astro-ph.GA
Star formation and AGN activity in a sample of local Luminous Infrared Galaxies through multi-wavelength characterization
星暴和活动星系核是亮红外星系的主要加热过程，它们之间的关系是理解星系演化的基础。本文利用射电（8.4GHz）和近红外（$2.2μ$ m）波段的亚角秒角分辨率的11个局域LIRGs图像研究了恒星形成和活动星系核的活动。这使我们能够表征这些星系的中心kpc的空间分辨率为$\simeq100$ pc。在一般情况下，我们发现一个很好的无线电和近红外发射之间的空间相关性，虽然无线电发射往往更集中在核区域。此外，我们使用MCMC代码来模拟他们的多波长光谱能量分布（SED）使用模板库的星爆，活动星系核和球状/卷云模型，确定每个组件的光度贡献，并发现在我们的样本中的所有源是星爆为主，除了NGC6926与活动星系核的贡献$\simeq64$\ %。我们的资料显示，除了NGC6926中的年轻星暴（900万年）之外，恒星形成率（$40$到$167M_\odot\mathrm{yr}^{-1}$）、超新星形成率（0.4到$2.0\mathrm{SN}\mathrm{yr}^{-1}$）和类似的星暴年龄（13到$29\mathrm{Myr}$）都很高。我们推导出的恒星形成参数与从不同的红外和无线电示踪剂获得的估计值的比较表明，不同的恒星形成示踪剂之间的总体一致性。活动星系核示踪剂的基础上，中红外，高电离线比也显示出与我们的SED模型拟合估计的活动星系核的总体协议。最后，我们使用我们的宽波段VLA观测，以确定…
2017-07-03 astro-ph.GA
Broadband radio continuum and host galaxy properties of extremely inverted spectrum compact radio galaxies
Thüringer Landessternwarte（图林根州立天文台）；Homi Bhabha Centre for Science Education (HBCSE-TIFR)（霍米·巴巴科学教育中心（TIFR））；Indian Institute of Technology Indore（印度印度理工学院印多尔分校）；Deutsches Zentrum für Astrophysik（德国天体物理中心）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Manipal Centre for Natural Sciences, Centre of Excellence, Manipal Academy of Higher Education（马尼拉卓越自然科学中心，马尼拉高等教育学院）
本研究通过宽带射电观测和谱建模，揭示了极端倒转谱射电源的物理性质，表明其磁场与电子密度类似峰值谱源，且宿主多为尘埃星暴或遮蔽AGN，支持其年轻或受限射电AGN的起源。
2026-10-06 astro-ph.GA
The Radio-Gamma Correlation In Starburst Galaxies
本文系统地研究了星暴星系中的非热电子-质子等离子体及其发射过程，以解释射电波段光度与最近观测到的伽玛光度之间的相关性。在这样做时，宇宙射线的电子和质子的空间均匀的星爆内的稳态描述被认为是连续的动量损失，以及灾难性的损失，由于扩散和平流。相对论性宇宙射线的主要来源，如超新星遗迹，提供了一个准中性等离子体的动力学幂律谱，我们占刚性依赖的电子和质子之间的差异的频谱。我们用同步辐射、逆康普顿散射、韧致辐射和强子π介子产生来研究由此产生的轻子和强子辐射过程。最后，利用NGC 253、M82、NGC 4945和NGC 1068的射电和γ射线波段观测数据以及观测到的超新星速率来约束最佳拟合模型。在NGC 253、M82和NGC 4945的情况下，我们的模型能够准确地描述数据，表明：（i）超新星是NGC 253、M82和NGC 4945的主要粒子加速器，但不是NGC 1068的情况。(ii)所有被考虑的星暴星系都是贫质子量热计，其中NGC 253的逃逸主要由星系风驱动，而NGC 4945和M82（能量> 1 TeV）的逃逸主要由扩散驱动。(iii)强子π介子产生的次级电子对于模拟射电通量是很重要的，但是相关的中微子通量低于目前的观测极限。
2016-05-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
ALMA discovery of Punctum -- a highly polarized mm source in nuclear starburst galaxy NGC 4945
本研究通过ALMA观测在NGC 4945中心发现高偏振毫米源Punctum，其偏振度达50%±14%且无明显对应体，特性与已知同步辐射源不匹配，为理解核星暴星系特殊辐射机制提供新目标。
2025-07-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic Rays and Magnetic Fields in the Core and Halo of the Starburst M82: Implications for Galactic Wind Physics
宇宙射线（CR）和磁场在驱动快速恒星形成星系的大规模星系外流方面可能具有重要的动力学意义。我们使用CR传播程序GALPROP构造了局域星暴和超风星系M82的二维轴对称模型。使用规定的气体密度和磁场分布，风廓线，CR注入率，和恒星辐射场，我们同时适合集成的伽马射线发射和空间分辨的多频无线电发射沿M82的短轴延伸。我们探讨由此产生的气体密度，磁场强度，CR能量密度，和假设的CR平流剖面上的约束。与早期的单区研究一致，我们一般发现低中心CR压力，强次级电子/正电子生产，以及相对论性韧致辐射损失在形成同步辐射光谱中的重要作用。我们发现，相对较低的中央CR密度产生的CR压力梯度是弱的重力相比，强烈限制的作用，CRs在驱动M82的快速和质量加载的星系外流。我们的模型需要强磁场和平流速度的顺序~1000公里/秒的千秒差距尺度沿短轴，以再现扩展的无线电发射。退化之间的控制物理参数的模型和警告，这些研究结果进行了讨论。
2019-08-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Millimeter Flares and VLBI Visibilities from Relativistic Simulations of Magnetized Accretion onto the Galactic Center Black Hole
最近的VLBI观测银河系中心黑洞候选者Sgr A* 在1.3毫米显示源结构的事件视界尺度。这种检测能够直接比较的发射区域与模型的吸积流到黑洞。本文给出了广义相对论MHD模拟数据的含时辐射转移的第一个结果，并将模拟的黑洞自旋a=0.9的同步辐射图像与VLBI测量结果进行了比较。在调整吸积率以匹配毫米通量之后，我们发现预测的和观察到的粒子数之间非常一致，即使是在正面观察时（i < 30度）。在2000- 3000 km基线上的VLBI测量应该限制倾斜。这些数据将吸积速率限定为（1.0-2.3）× 10 ^-9 M_sun / yr，置信度为99%，这与之前根据光谱和偏振测量得出的估计值一致，但与之无关。最后，我们计算的光变曲线，这表明磁湍流可以直接产生耀斑事件与0.5小时的上升时间，2-3.5小时的持续时间和40-50%的通量调制，在毫米波长的观测Sgr A* 一致。
2009-09-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
A multi-wavelength view of the central kiloparsec region in the Luminous Infrared Galaxy NGC1614
亮红外星系NGC 1614拥有一个突出的恒星形成环。然而，在其中央~100 pc的主导发射机制的性质仍在争论中。我们提出了次弧秒角分辨率无线电，中红外，Pa-α，光学和X射线观测NGC 1614，旨在详细研究环核环和核区域。由甚大阵（VLA）和双子座/T-ReCS 8.7微米发射跟踪的8.4 GHz连续辐射，以及Pa-α线发射，在恒星形成环内显示出显着的形态相似性，这表明潜在的发射机制是紧密相关的。我们使用了HST/NICMOS Pa-α地图类似的分辨率，我们的无线电地图解开热自由和非热同步辐射的无线电发射，从中我们获得了内在的同步功率定律为每个单独的区域内的中央kpc的NGC 1614。射电环围绕着一个位于星系中心的相对微弱的陡谱源，这表明中心源不是由活动星系核提供动力，而是由一个紧凑的（r < 90 pc）星暴提供动力。钱德拉X射线数据还表明，中央kpc区域主要是由星暴活动，而不需要活动星系核的存在。我们还使用公开的红外数据模型拟合的光谱能量分布的星爆环和一个假定的活动星系核在NGC 1614。总之，我们的结论是，没有必要调用活动星系核来解释观测到的星系的辐射热特性。
2014-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Neutral versus ionized gas kinematics at z~2.6: The AGN-host starburst galaxy PKS 0529-549
我们提出了一个多波长的研究活动星系核宿主星暴星系PKS 0529-549在z~2.6。我们使用（1）新的ALMA观测的尘埃连续和[CI] 370 μ m线，跟踪分子气体，（2）SINFONI光谱的[OIII] 5007 Ang线，跟踪电离气体，和（3）ATCA无线电连续图像，跟踪同步辐射。[CI]和[OIII]都显示出规则的速度梯度，但它们的系统速度和位置角分别相差约300 km/s和约30度。[CI]与旋转圆盘一致，与尘埃和恒星连续体对齐，而[OIII]可能追踪流出，与两个活动星系核驱动的射电瓣对齐。我们使用3D圆盘模型对[CI]立方体进行建模，该模型给出最佳拟合旋转速度V~310 km/s和速度分散σ <30 km/s。因此，[CI]盘的V/sigma>10，并且不是特别动荡，类似于本地星系盘。在误差范围内，动力学质量（~10^11 Msun）与重子质量相当。这表明重子主导了内星系的动力学，类似于z=0的大质量星系。值得注意的是，PKS 0529-549依赖于局域重子Tully-Fisher关系，表明至少有一些大质量星系已经就位，并且在z~2.6处运动学松弛。这项工作突出了[CI]线在高z跟踪星系动力学的潜力，以及多波长数据解释气体运动学的重要性。
2018-07-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
The galactic bubbles of starburst galaxies The influence of galactic large-scale magnetic fields
本研究通过磁流体动力学模拟探究大尺度磁场对星暴星系风泡演化的影响，发现磁场会改变泡的结构但无法单独解释M82等星系的观测特征，同时指出风终止激波是高能粒子加速的潜在位点。
2024-02-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
The merger Seyfert galaxy Arp 220. Line and continuum absorption and emission
本文分析了合并星系Arp 220的线光谱和连续光谱，目的是研究电离源和加热源。我们指的是无线电，光学，红外线和X射线光谱。结果表明，与其他并合星系一致，这些光线是由AGN光电离的气体发射的，并在扩展的NLR中被激波加热。红外线更好的解释是来自星暴附近气体的辐射。星暴在红外辐射中占主导地位。[OI]远红外线中的[CI]线形成于扩展云的内部区域，因此被吸收，而[CII]线则从外流云的外部边缘发射。O/H相对丰度在整个星暴区约为太阳的1/2，N/H比太阳高1.5倍，而在活动星系核扩展的NLR中O/H比为太阳的1/2。一个相对较高的尘埃-气体比是通过模拟尘埃再处理辐射峰值一致的韧致辐射从云层中发出。观测到的射电辐射是热韧致辐射，而费米机制在激波前沿产生的同步辐射被吸收。
2012-11-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galactic synchrotron emission and the FIR-radio correlation at high redshift
在本地宇宙中的银河系磁场是强大的，无所不在。越来越多的证据表明，星系在早期宇宙中就已经被磁化了。包括湍流小尺度发电机的理论方案预测的磁能密度相当于湍流之一。基于这种能量均分的假设，我们确定了星系同步辐射通量作为红移z的函数。早期宇宙的条件与现在不同，特别是星系有更强烈的恒星形成。为了涵盖大范围的条件，我们考虑基于两个不同系统的模型：一个模型星系相当于银河系和一个典型的高Z星暴星系。我们包括一个模型的稳态宇宙射线谱，发现同步辐射可以检测到宇宙学红移与当前和未来的射电望远镜。湍流发电机理论与观测到的远红外（FIR）光度L_FIR和射电光度L_radio之间的相关性的起源是一致的。我们的模型在z=0时很好地再现了这种相关性。我们外推的FIR无线电相关更高的红移和预测的时间演化与一个显着的偏离其目前的外观已经在z~2的气体密度，强烈增加与z。特别地，我们预测了射电光度随红移的减小，这是由于在高z处宇宙线能量损失的增加而引起的。结果是L_FIR和L_radio之间的比率增加。同时，我们预测，FIR-Radio相关的斜率变浅红移。这种相关性的行为可以在不久的将来通过超深无线电调查观察到。
2016-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
The 'Forgotten' Neutrons: Implications for the Propagation of High-Energy Cosmic Rays in Magnetized Astrophysical and Cosmological Structures
RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)（理化学研究所前沿研究本部）；The University of Osaka（大阪大学）；University College London（伦敦大学学院）；The University of Tokyo（东京大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
研究探讨高能宇宙射线在磁化结构中传播时，中子介导的传播机制如何影响宇宙射线的限制与逃逸，揭示了中子在宇宙大尺度结构中的重要作用。
2026-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
