High-energy emission from jet-clump interactions in microquasars
高质量微类星体是由一个大质量恒星和一个吸积致密天体组成的双星系统,相对论喷流从该天体中发射出来。有相当多的观测证据表明,大质量恒星的恒星风是cluplastic。个别团块可能与高质量微类星体中的喷流相互作用,产生高能辐射的爆发。在一些高质量的X射线双星中,例如天鹅座X-1,以及可能在LS 5039和LS I+61 303中发现了伽马射线耀斑。我们预测了高质量微类星体中喷流与星风团相互作用产生的高能辐射。假设一个流体动力学的情况下,射流团相互作用,我们计算的光谱能量分布所产生的占主导地位的非热过程:相对论性韧致辐射,同步辐射和逆康普顿辐射,轻子,强子,质子-质子碰撞。X射线(同步加速器)、高能伽马射线(逆康普顿)和极高能伽马射线(来自中性π介子的衰变)的发射水平很高,不同区域的亮度在~ 10^{32}-10 ^<$35} erg/s之间。光谱能量分布根据具体条件而变化很大。在高能量和非常高的能量下,可以检测到喷流-团簇相互作用,并为在一些高质量X射线双星系统中发现的快速TeV变化提供了解释。我们的模型可以通过高灵敏度的伽马射线天文学来帮助推断有关喷流和cluerous风的属性的信息。
2009-06-25 astro-ph.HE
Observation of microquasars high-energy emission with INTEGRAL
本文利用INTEGRAL/IBIS望远镜测量蟹状星云和黑洞X射线双星Swift J1727.8-1613的软伽马射线偏振,以区分微类星体150 keV以上高能辐射起源于混合康普顿化还是喷流底部同步辐射。
2024-04-16 astro-ph.HE
A model for high-mass microquasar jets under the influence of a strong stellar wind
高质量微类星体(HMMQs)是一种发射相对论喷流的系统。在数倍于双星系统大小的尺度上,喷流预计将遵循由强烈的恒星风和轨道运动相互作用引起的螺旋路径。这样的轨迹对射流的非热发射有影响,由于多普勒增强效应,这也强烈地依赖于观察角度。我们探讨了在小尺度下,恒星风和轨道运动对喷流传播的影响如何影响HMMQ喷流的预期非热发射。我们研究了宽带非热发射,从无线电到伽马射线,在HMMQ喷气机产生的距离的几个轨道分离,考虑到一个现实的喷气轨迹,不同的模型参数,和轨道调制。喷流的轨迹是通过考虑动量传递与恒星风计算的。电子被注入到由于风的影响而预计喷流中会发生准平激波的位置。它们沿喷流路径的分布是在假设的局部加速在reclimation冲击,并通过绝热,同步加速器,和逆康普顿过程冷却。同步辐射和逆康普顿辐射的计算考虑到同步辐射自吸收内的射流,自由-自由吸收与恒星风,并通过对生产恒星光子的吸收。由于射流的螺旋轨迹,得到了不对称的光变曲线。螺旋形喷流的存在可以从光变曲线中的不对称性推断出来,光变曲线中的不对称性仅在大喷流洛伦兹因子和低磁场时变得明显。模型参数可以约束,如果精确的相位分辨光变曲线从GeV到TeV的能量。
2021-05-05 astro-ph.HE
Morphology of radio relics I: What causes the substructure of synchrotron emission?
星团射电遗迹的高分辨率射电观测往往表现出复杂的空间和频谱特征。然而,目前还不清楚这些特征揭示了潜在的磁场性质。我们进行了三维磁流体动力学模拟的合并冲击波传播通过磁化,湍流intracluster介质。我们的模型包括宇宙射线电子的扩散冲击加速,它们的空间平流和运行时的能量损失。利用这个装置,我们可以研究宿主星系团中射电子结构和激波前等离子体条件之间的关系。我们发现,上游湍流起着重要的作用,在塑造下游产生的无线电遗物的属性。在扩散激波加速的假设下,我们可以再现所观察到的激波的X射线导出的马赫数与从射电谱推断的马赫数之间的差异。我们模拟的光谱指数图和档案的无线电遗迹还表明,上游磁场的标准偏差必须相对较小($σ_B\leq 1 \, μ$ G),以重现的意见,因此,无线电遗迹可以潜在地限制星系团外围的磁场的分布。
2020-09-28 astro-ph.HE
The unidentified PeV source LHAASO J2108+5157: A microquasar remnant?
Universidad de Jaén(哈恩大学);Instituto Argentino de Radioastronomía (CCT La Plata, CONICET(阿根廷射电天文研究所);CICPBA(拉普拉塔国立大学天文与地球科学学院);UNLP)(巴塞罗那大学);Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata;Universitat de Barcelona
本研究提出含时强子模型,将LHAASO J2108+5157的双峰伽马射线谱解释为单一质子群的输运效应,支持其为化石微类星体遗迹,并强调遗迹喷流系统是银河系PeV加速器的可行类别。
2026-09-17 astro-ph.HE
A formation mechanism for "Wrong Way" Radio Relics
针对不符合传统图景的“反向”射电遗迹,提出其由向外传播的激波因下落星系团/群向内弯曲形成,并通过含实时谱宇宙线模型的超高分辨率星系团模拟验证,可研究碰撞激波的同步辐射及光谱以解答谱指数强变化问题。
2023-10-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Spectrum of jet emitting disc: Application to microquasar XTE J1118+480
在磁化吸积-喷射结构的框架下,分析了能量平衡性质,研究了黑洞X射线瞬变的JED模型的谱能量分布.各种辐射过程被认为是,即同步,韧致辐射,和他们的康普顿化,和外部康普顿化的辐射从外部薄盘。在考虑这些冷却项的情况下,我们自洽地求解了热平衡方程,得到了三个解,其中冷解和热解是稳定的。随后我们研究了这两个稳定解的理论SED,发现热JED模型可以很自然地解释银河系微类星体在硬态下的光谱。以XTE J1118+480为例,对该模型进行了应用。
2013-07-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Jet trails and Mach cones: The interaction of microquasars with the ISM
微类星体的一个子集表现出相对于局部静止标准的高特有速度,这是由于它们在超新星中诞生时受到的撞击。微类星体喷流从高速双星释放的射电等离子体与ISM之间的相互作用必然会导致产生类似于窄角尾射电星系和脉冲星风星云中观察到的尾迹和弓形激波。我们提出了一套这种相互作用的数值模拟,照亮这些微类星体弓激波星云和尾迹的长期动力学演化和观测特性。我们发现,这种相互作用总是产生一个结构,由弓形激波,拖尾颈部,和一个膨胀的气泡。利用我们的模拟模拟发射,我们预测,周围的冲击气泡和颈部应该是可见的Hα发射,气泡的内部应该是可见的同步辐射辐射,只有弓激波是可能的X射线发射检测。我们构建了一个分析模型的颈部和气泡形状的演变,并比较这个模型与X射线双星SAXJ1712.6 -3739的观测。
2011-08-19 astro-ph.HE
A multishock scenario for the formation of radio relics
本研究针对射电遗迹相对论粒子起源未解、热电子DSA效率不足的问题,通过磁流体模拟结合Fokker-Planck求解,发现化石电子再加速及多激波过程是射电遗迹辐射的主因,热电子DSA假设会高估加速效率超千倍。
2023-10-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
Infrared study of H1743-322 in outburst: a radio-quiet and NIR-dim microquasar
X射线双星、黑洞候选者和微类星体H1743-322在2003年至2008年期间展示了一系列X射线爆发。我们在其中3次爆发(2003年,2004年和2008年)期间使用ESO/NTT望远镜进行了光学/红外(OIR)观测,以研究其光谱能量分布(SED)。我们在高时间分辨率的红外光变曲线中探测到持续时间约为5 mn的快速耀斑。我们确定了H和He的红外光谱发射线,来自吸积盘。IR SED表现出的光谱指数通常与我们在2003年和2004年爆发期间进行的观测中的X射线高,软状态相关,而该指数在2008年爆发期间变为典型的X射线低,硬状态。在这最后一次爆发,我们检测到的J和Ks波段之间的近红外光谱的斜率的变化,其中JH部分是一个光学厚盘发射的特点,而HKs部分是典型的光学薄同步辐射。此外,我们的红外数据与无线电和X射线数据的比较表明,H1743-322在无线电和近红外域都表现出微弱的喷流。最后,我们认为伴星是一颗位于银河系核球中的晚型主序星。微类星体H1743-322的这些OIR光度和光谱观测,这是第一个在广泛的多波长范围内发表的源,使我们能够明确地识别OIR域中不同起源的两个光谱,从光学厚的热发射到光学薄的同步辐射,朝向更长的波长。将这些OIR观测结果与其他黑洞候选者进行比较表明,H1743-322在低硬状态下表现得像一个无线电安静和近红外昏暗的黑洞。当定量比较致密喷流和吸积流在微类星体能量收…
2015-04-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Alignment of radio jets in the microquasar V4641 Sagittarii with its high-energy structures
Universidad de Jaén(哈恩大学)
V4641 Sgr的射电喷流与高能伽马射线在同一直轴对齐,表明其可能由同一相对论喷流产生,支持现场粒子加速模型。
2025-11-24 astro-ph.HE
Galaxy cluster outskirts from the thermal SZ and non-thermal synchrotron link
星系团合并激波是团内介质热化和宇宙线粒子在其中传播的主要媒介,激波传播改变了团内稀薄等离子体的状态,相应的信号变化可以用当代X射线和Sunyaev-Zel'dovich(SZ)效应仪器测量。此外,非热电子(再)激发的冲击有时会引起扩展和发光的同步加速器源称为无线电遗迹,这是突出的指标,冲击传播大致在天空的平面。在这篇简短的评论中,我们讨论了如何联合建模的非热和热信号的变化,在整个无线电遗迹冲击波的前锋是帮助推进我们的知识的气体物理性质和磁场强度在集群的郊区。我们描述了第一次使用SZ效应来测量遗迹冲击波的马赫数,对于最近的(Coma)和最远的(El Gordo)集群与已知的无线电遗迹。
2016-11-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma rays from clumpy wind-jet interactions in high-mass microquasars
高质量微类星体中大质量恒星的恒星风被认为是不均匀的。这些不均匀性或团块与这些物体的喷流的相互作用可能是伽马射线产生的主要因素。我们的目标是描述一个典型的情况下,团喷相互作用,并计算这些相互作用的伽马射线发射从这些系统的贡献。我们使用轴对称的,RHD模拟模型的发射流在一个典型的集团射流相互作用。使用模拟结果,我们进行了数值计算的高能量发射从这些相互作用之一。辐射计算相对论性电子在射流冲击局部加速,和同步辐射和IC辐射谱计算的不同阶段的冲击集团的演变。我们还探讨了不同的参数值,如视角和磁场强度。我们从现象上概括的结果,从一个团喷相互作用的多个相互作用下不同的风模型,估计团喷相互作用率,并由此产生的光度在GeV范围内。如果粒子在团块喷流相互作用中被有效地加速,那么即使在相当强的磁场和有效的同步加速器冷却下,通过IC散射与恒星光子的表观伽马射线光度也会很显著。此外,尽管大多数的相互作用阶段的射流冲击的常设性质或缓慢的运动,多普勒增压在postshock流是相关的,即使是温和的相对论性射流。对于团-平均风密度对比度$\gtrsim 10$,团-喷流相互作用可能足够明亮,以匹配观测到的GeV光度在Cyg~X-1和Cyg~X-3,当喷流存在于这些源,所需的非热-总可用功率分数$\sim 0.01$和$0.1$,分别。
2017-01-18 astro-ph.HE
Diffusive Shock Acceleration Simulations of Radio Relics
最近的射电观测已经在星系团中发现了一类结构,即所谓的射电遗迹。从这些来源的无线电辐射被解释为同步辐射从GeV电子回旋在微G级的磁场。射电遗迹,大多位于星系团的外围,似乎与冲击波有关,特别是在合并过程中产生的冲击波。事实上,它们似乎是很好的结构,以识别和探测这样的冲击内集群介质(ICM),只要我们了解电子加速和再加速在这些冲击。在本文中,我们描述了随时间变化的模拟扩散冲击加速在弱冲击,预计将被发现在ICMs。新鲜注入以及预先存在的人口的宇宙射线(CR)电子被认为是,通过同步加速器和逆康普顿的能量损失。然后,我们比较的同步辐射通量和光谱分布估计从模拟与那些在两个观测良好的射电文物CIZA J2242.8+5301和ZwCl 0008.8 +5215。考虑到CR电子注入在马赫数M <~几的弱激波中是相当低效的,射电遗迹的存在可能表明ICMs中预先存在低能CR电子的布居。最后讨论了我们的结果对射电遗迹合并冲击的意义。
2012-05-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Shock Acceleration Model with Postshock Turbulence for Giant Radio Relics
我们探讨了巨射电遗迹的激波加速模型,在该模型中,相对论电子通过扩散激波加速(DSA)被星系团外围的合并驱动的激波加速。除了DSA,湍流加速压缩MHD模式下游的冲击,包括以及能量损失的后冲击电子库仑散射,同步辐射,逆康普顿散射的宇宙背景辐射。考虑到只有一小部分的合并集群主机无线电遗迹,我们赞成再加速的情况下,无线电遗迹优先产生时,冲击遇到的地区包含低能量($γ_{\rm e} \lesssim 300$)宇宙射线电子(CRe)。我们进行了与时间相关的DSA模拟的球形膨胀冲击与相关的香肠无线电遗物的物理参数,并计算从加速CRe的无线电同步辐射。我们发现,显着水平的激波后湍流加速是必需的,以再现广泛的配置文件所观察到的无线电通量密度的香肠遗物。此外,如果假定的激波在大约1000万年前已经扫过并离开了化石CRe的震前区,则可以解释观测到的综合射电谱中的谱弯曲。
2017-06-10 astro-ph.HE
VLBI Observation of Microquasar Cyg X-3 during an X-ray State Transition from Soft to Hard in the 2007 May-June Flare
利用22 GHz的VLBI射电天体测量探测(VERA)对2007年5月$-$ 6月耀斑中微类星体Cyg X-3的超软态到硬态的X射线跃迁进行了射电观测。在过渡期间,在大耀斑之前检测到${\lesssim}3$ hr的短暂小型耀斑。在这样一个过渡,喷流喷射被认为是发生,但一直没有直接的观测支持it.A高斯拟合到观测到的能见度振幅的分析表明,源轴的时间变化,或结构的变化,在小型耀斑。我们的模型适合,与其他多波长观测的无线电,软,硬X射线,和冲击喷流模型在GHz波段的其他耀斑活动,建议同步加速器耀斑的可能性很高,在迷你耀斑,指示的主要贡献从喷流活动。因此,具有相关联的结构变化的微型耀斑指示从超软到硬状态的状态转变中的射流喷射事件。
2013-07-04 astro-ph.HE
Nonthermal emission from high-mass microquasar jets affected by orbital motion
高质量微类星体中的星风应该与喷流相互作用。这种相互作用,加上轨道运动,预计将使射流遵循螺旋形,非弹道轨道。这种相互作用所耗散的喷流能量,例如通过冲击,可能导致比系统尺寸大得多的尺度上的非热活动。本文计算了大质量微类星体中喷流在星风和轨道运动影响下的宽带辐射。我们采用了一个处方的螺旋轨迹的射流在一个系统中的圆形轨道。随后,假设在螺旋射流区域的发病电子加速,我们计算这些电子的空间和能量分布,以及它们的同步辐射和逆康普顿发射,包括伽马射线吸收效应。对于典型的源参数,显着的无线电,X射线和伽马射线光度预测。产生发射的尺度可能会减少,但不会消除,逆康普顿发射的轨道可变性。风和轨道对无线电发射形态的影响可利用甚长基线干涉测量技术加以研究。我们预测显着的宽带发射,调制的轨道运动,从螺旋喷流在高质量的微类星体。这种辐射可能很难从双星本身的辐射中分离出来,尽管光变曲线的特征,扩展的射电辐射,以及对非常高能量的伽马射线的适度不透明度,可以帮助识别扩展(螺旋)喷流区域的贡献。
2018-09-12 astro-ph.HE
Non-Thermal Emission from Galactic Jets
喷气机在宇宙中无处不在。它们是准直的流出物,其起源与吸积盘和中心物体有关,并且可以是非常强大的非热发射体。喷流形成于活动星系核、伽马射线暴、微类星体和年轻的星体。银河系喷流发射的非热辐射通常与微类星体有关,尽管大质量年轻恒星物体的喷流也是非热源。非热辐射的产生,特别是无线电同步辐射,清楚地表明粒子加速正在源中发生,这暗示即使在高能量下也会产生光子。在这项工作中,我们将讨论的发射网站,或有关,微类星体喷流,并简要评论的可能性,高能量发射喷流从年轻的恒星物体。
2011-08-26 astro-ph.HE
Radio lobes and X-ray hot spots of the extraordinary microquasar in NGC 7793
我们对NGC 7793中新发现的微类星体进行了射电、光学和X射线波段的研究。这个系统包括一个大的(250 x 120 pc)线发射光学星云,在H-α和HeII 4686中被探测到。光学星云与一个同步辐射射电茧重合,射电光度约为Cas A的4倍。中心的黑洞看起来像一个硬X射线源,带有一个点状的蓝色光学对应物。两个突出的射电瓣位于茧的末端。就在射电瓣的前面,我们发现了两个X射线热点,我们认为这是进入星际介质的弓形激波的特征。X射线热点、射电叶、X射线核心和茧的长轴都很好地对准,证明该系统是由射流提供动力的。根据X射线数据,我们估计喷流的功率约为10^{40}尔格/秒的几倍,活跃时间约为10^{5}年。这个非凡的系统是银河系微类星体SS 433的长期寻找的类似物。
2009-12-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Morphology of radio relics II: Properties of polarised emission
射电遗迹是星系团中与合并冲击波有关的弥散射电源。射电遗迹在总强度和极化方面的详细观测显示出千秒差距尺度上的复杂结构。观测到的特征和磁场的基本形态之间的关系尚不清楚。使用三维磁流体动力学模拟,我们研究了偏振发射产生的冲击波,传播通过湍流介质,类似于集群内介质。我们的偏振同步辐射模型的基础上扩散冲击加速宇宙射线电子。我们发现,在受冲击的湍流介质中产生的同步辐射可以再现射电遗迹中观察到的一些特征。激波压缩可以在激波阵面处产生高的极化分数,并使极化$E$矢量与激波法线部分对准。我们的工作证实了无线电遗迹也可以在具有纠缠磁场的环境中形成。我们还讨论了法拉第旋转的影响,以及我们的结果如何依赖于观测的角分辨率。
2021-08-13 astro-ph.HE
Radio relics radio emission from multi-shock scenario
射电遗迹是巨大的($\sim$ Mpc)同步辐射源,被认为是由星系团内介质中的冲击对宇宙射线电子(CRe)进行(再)加速而产生的。在这个数值研究中,我们专注于一些无线电遗迹可能出现的可能性,当电子在合并的星系团的郊区经历多个冲击扩散冲击加速。这种多冲击(MS)的情况下,似乎可行的产生CRe发出可见的同步辐射。我们表明,电子已被冲击多次开发的能量谱,显着不同的幂律谱预期的情况下,一个单一的冲击方案。因此,多次冲击的CRe产生的无线电发射高于仅冲击一次的CRe产生的发射。在本文探讨的情况下,在两种情况下产生的无线电发射相差一个数量级。特别是在MS的情况下,模拟文物遵循KGJP光谱形状,与观察一致。此外,产生的射电辐射足够大,可以用现有的射电望远镜(例如LOFAR,JVLA)探测到。
2021-10-22 astro-ph.HE
Microquasar remnants as reservoirs of PeV cosmic rays
Instituto Argentino de Radioastronomía (CCT La Plata, CONICET(阿根廷射电天文研究所);CICPBA(拉普拉塔国立大学天文学与地球物理学学院);UNLP)(巴塞罗那大学量子物理与天体物理系、宇宙科学研究所);Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata;Departament de Física Quàntica i Astrofísica, Institut de Ciències del Cosmos (ICC), Universitat de Barcelona (IEEC-UB)
本文提出微类星体残骸可能作为PeV宇宙射线储备库的观点,通过分析喷流-茧状结构模型,探讨其在解释LHAASO未识别源中的作用。
2026-03-12 astro-ph.HE
Impact of Postshock Turbulence on the Radio Spectrum of Radio Relic Shocks in Merging Clusters
本文研究并合星系团射电遗迹激波后磁湍流对宇宙线电子的费米-II加速作用,发现湍流加速延缓电子老化、磁场衰减显著降低同步辐射,并指出忽略激波后磁湍流会导致高估激波马赫数。
2024-05-06 astro-ph.HE
Radio lobes and X-ray hot spots in the microquasar S26
我们研究了NGC 7793中强微类星体/激波电离星云S26的结构和能量学,特别关注其射电和X射线性质。利用澳大利亚望远镜紧凑阵列,我们首次解决了射电瓣结构和映射的频谱指数的无线电茧。射电瓣的陡峭光谱指数与光学薄的同步辐射一致;在瓣外,光谱指数更平坦,这表明自由-自由辐射的额外贡献,也许是核心附近正在进行的喷射。射电核心没有被探测到,而X射线核心的光度为0.3-8 keV ~6 x 10^{36} erg/s。射电茧的大小与可见光发射线和漫射软X射线发射相匹配。茧和叶的5.5 GHz总通量约为2.1 mJy,在假设的3.9 Mpc距离上,相当于Cas A光度的3倍。9.0 GHz总通量约为1.6 mJy。X射线热点(组合的0.3-8 keV光度约为2 x 10^{37} erg/s)位于射电热点外约20 pc处(即沿喷流方向的下游),这与X射线和射电发射(分别为热等离子体和同步加速器)的不同物理起源相一致。气泡中的总粒子能量约为10^{53}尔格:根据观测到的射电通量,我们估计只有少数10^{50}尔格的能量储存在相对论电子中;其余的能量储存在质子、原子核和非相对论电子中。热点中气体的X射线发射分量约为10^{51}尔格,整个茧约为10^{52}尔格。我们认为,S26提供了一个线索,以了解周围的介质是如何加热的黑洞的机械功率附近的爱丁顿吸积率。
2010-08-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Study of the Cygnus X-3 Microquasar with the RATAN-600 Radio telescope in Multi-Azimuth Observing Mode
本文利用RATAN-600射电望远镜多方位角模式观测微类星体Cygnus X-3,首次在10分钟短时间尺度上发现了与其轨道周期相当的耀发光谱演化,揭示了相对论性喷流同步辐射特征。
2023-11-22 astro-ph.HE
Turning AGN bubbles into radio relics with sloshing: modeling CR transport with realistic physics
射电遗迹是位于星系团外围的弧形同步辐射源,由$μ$ G磁场中的宇宙射线电子产生,被认为是由合并激波锋(重新)加速的。然而,并不是所有的遗迹都出现在与X射线中看到的冲击相同的位置。在以前的工作中,我们建议,一些遗迹的形状可能会导致从预先存在的宇宙射线电子的空间分布,并测试了这一假设,使用模拟发射AGN喷流到一个集群大气与晃动气体运动产生的先前的合并事件。我们发现,这些运动可以将活动星系核气泡中富含宇宙射线的物质输送到大半径,并在切向方向拉伸它,产生类似于射电遗迹的非对称形状。在这项工作中,我们通过将宇宙射线建模为经历扩散和阿尔文损失的单独流体来改进我们对宇宙射线的物理描述。我们发现,包括这个额外的宇宙射线物理显着减少了这些额外的功能的外观,表明我们原来的假设是敏感的宇宙射线物理在集群内介质的建模。
2021-10-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Analytical model for cluster radio relics
射电遗迹是巨大的同步辐射源,位于合并的星系团的外围。在这项工作中,我们模拟他们的形成使用Press-Schechter形式主义,以模拟合并率,分析模型的团内介质和冲击动力学,以及一个简单的模型的宇宙射线电子在合并冲击。我们发现,人口的无线电遗迹的统计特性是强烈依赖于关键的物理参数,如加速效率,磁场强度在遗迹,遗迹的几何形状和合并冲击的电子加速的持续时间。结果表明,通量分布以及幂质量关系可以约束团内介质的关键参数。随着新的大面积无线电测量的出现,对无线电遗迹的统计分析将补充我们从单个物体的观测中所学到的知识。
2020-02-07 astro-ph.HE
Extended X-ray emission in the vicinity of the microquasar LS 5039: pulsar wind nebula?
LS 5039是一个周期为4天的高质量双星,包含一个致密天体和一颗O星,是少数在伽马射线中发现的高质量双星之一。我们对LS 5039的钱德拉ACIS观测提供了一个高显着性(~ 10西格玛)的扩展发射检测,从点源到1'清晰可见。这种辐射的光谱可以用吸收的幂律模型来描述,光子指数Gamma= 1.9pm 0.3,比点源光谱Gamma= 1.44pm 0.07稍软,具有相同的吸收,N_H=(6.4pm 0.6)e21 /cm 2。观测到的0.5-8 keV扩展辐射通量为8.8e-14 erg/s/cm ~ 2,或点源通量的5%;后者比迄今为止探测到的最低通量低约2倍。在更大的半径(高达2 ')处检测到具有可比通量和更软(伽马~3)光谱的更微弱的扩展发射。对这种扩展发射的两种可能的解释是尘埃散射晕和由逃离双星的高能粒子提供动力的同步加速器星云。我们讨论了这两种情况,并赞成星云的解释,虽然一些尘埃的贡献是可能的。我们还发现了位于LS 5039以南的一个狭窄条带内的瞬变源。我们讨论了这些来源与LS 5039有关的可能性。
2011-04-29 astro-ph.HE
FERMI observation of the jets of the microquasar SS433
我们报告我们的分析与大面积望远镜(LAT)的费米伽马射线太空望远镜(费米)的SS 433/W50区域获得的数据。总数据长度为10年。不同于以前的结果报告的这一地区(其中使用旧版本的数据库),我们发现,过量的排放被检测到周围的W1区域在西瓣的射流从SS 433。由于射流和周围介质之间的相互作用,该区域在X射线下是明亮的。这一探测结果也与最近用高海拔水切伦科夫(HAWC)对SS 433/W 50的甚高能探测结果相吻合。然而,在HAWC的观测中稍亮的东部区域在费米数据中没有检测到。构造西部地区的宽波段光谱能量分布(SED),我们与东部地区的HAWC结果进行比较,并讨论了发射的可能来源。轻子方案可以提供一个适合的费米GeV谱和HAWC TeV检测,其中前者和后者是由于同步辐射和逆康普顿过程分别。然而,该模型不能同时解释该地区的X射线和射电辐射,因此需要对该地区进行进一步的观测和理论研究,以澄清原因。
2019-02-22 astro-ph.HE
On the possibilities of high-energy neutrino production in the jets of microquasar SS433 in light of new observational data
微类星体SS 433由一颗超巨星组成,它通过超临界吸积盘向$\sim 10 \ M_\odot$黑洞提供质量。后者发射两个方向相反的喷流,以$162$天为周期进动。该系统在不同的空间尺度上被探测到,频率范围从无线电到伽马射线,长期以来一直被认为是一个潜在的中微子源,过去曾被AMANDA和后来的IceCube观测到,导致中微子通量的上限受到更多限制。在这项工作中,我们探索的可能性,中微子可以产生在这个源的射流在一致的水平,或至少,不与任何现有的电磁发射数据不兼容。为了做到这一点,我们考虑电子和质子在射流中的不同位置处的注入,并且我们通过同步加速器以及与环境光子和物质的相互作用来计算它们的宽带光子发射。利用$γγ$效应和$γN$吸收效应对高能光子通量进行修正后,得到了到达地球的剩余光子通量,并与γ射线探测器的观测数据进行了比较。高能量中微子的通量是一致的计算,我们发现,如果他们最终检测到冰立方,生产必须发生在内部的喷流,伽马射线吸收是重要的,以避免目前的VHE约束形式HESS和MAGIC。{此外,我们发现,如果最近用HAWC检测到的对应于喷流终止区域的25 TeV伽马射线通量主要由$pp$相互作用产生,这将导致太微弱的中微子通量超出了IceCube的范围在其目前的配置中。
2019-02-11 astro-ph.HE
NuSTAR and XMM-Newton observations of the binary 4FGL J1405.1-6119. A $γ$-ray emitting microquasar?
本研究通过分析两组NuSTAR与XMM-Newton的同步观测数据,探究大质量γ射线双星4FGL J1405.1-6119的辐射起源,提出其可能为类似SS433的超临界轻子-强子喷流微类星体。
2023-10-27 astro-ph.HE
Broadband emission of microquasar remnants
Instituto Argentino de Radioastronomía (CCT La Plata, CONICET(阿根廷射电天文研究所);CICPBA(拉普拉塔国立大学天文与地球物理科学学院);UNLP)(巴塞罗那大学宇宙科学研究所量子天体物理系);Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata;Departament de Física Quàntica i Astrofísica, Institut de Ciències del Cosmos (ICC), Universitat de Barcelona (IEEC-UB)
本研究建模微类星体遗迹的宽带辐射,发现其可作为隐藏的银河系延展非热源,强大遗迹可通过射电和软X射线探测,亚爱丁顿遗迹更难识别。
2026-08-19 astro-ph.HE
High-energy flares from jet-clump interactions
高质量微类星体是由一颗大质量恒星和一个致密天体组成的双星系统,相对论喷流从该天体发射。关于伴星,观测证据支持热恒星风是由团块形成的观点。然后,这些不均匀性可能与射流相互作用,产生燃烧活动。本文研究了高质量微类星体中喷流与星风团的相互作用。这种相互作用在喷流中产生激波,粒子可能被加速到相对论能量。我们计算了占主导地位的非热过程的光谱能量分布:同步辐射,逆康普顿散射,质子-质子碰撞。X射线和伽马射线的发射水平很高,不同区域的亮度在约1小时的时间尺度上可达约10^{34} - 10^{35} erg/s。最后,高质量微类星体中的喷流-团簇相互作用可以在高能量下探测到。这些现象可能是在一些高质量X射线双星系统,如天鹅座X-1,LS 5039和LS I+61 303中发现的快速TeV变化的背后。此外,我们的模式可以帮助获得信息的属性的射流和cluerous风。
2009-08-06 astro-ph.HE
A broadband view on microquasar MAXI J1820+070 during the 2018 outburst
微类星体MAXI J \(1820+070\)从2018年3月中旬到7月中旬爆发,之后有几次微弱的再亮。在\(20-50\) keV中的峰值通量约为4 Crab的情况下,通过从无线电到硬X射线频率的检测,在整个电磁频谱中监测源的能量范围。利用这些多波长观测,我们分析了4月12日爆发高峰(\(\sim 23\) 3月)附近的准同时观测。对硬X射线的光谱分析发现了一个\(kT_e \sim 30 \) keV和一个具有\texttt{CompTT}模型的\( τ\sim 2\),表明在硬态下有一个吸积黑洞双星。在可见光波长处看到的平坦/倒置的无线电频谱和吸积盘风也与硬态一致。然后,我们使用\texttt{JetSeT}中的建模构建了跨越\(\sim 12\)数量级的光谱能量分布。该模型是由一个辐射盘康普顿驼峰和轻子喷流与加速区和同步主导的冷却区。\texttt{JetSeT}发现光谱主要由喷流发射,直到大约\(10^{14}\) Hz,之后盘和日冕发射占主导地位。加速区的磁场为\( B \sim 1.6 \times 10^4 \) G,横截面为\(R \sim 2.8 \times 10^{9} \) cm,并且从加速电子的同步子冷却自然获得平坦的无线电频谱形状。喷流光度\(> 8 \times 10^{37} \) erg/s(\(> 0.15L_{Edd}\))与吸积光度\( \…
2021-01-26 astro-ph.HE
HESS J1632-478: an energetic relic
HESS J1632-478是银河系平面上一个扩展的尚未被确认的TeV源。为了确定非常高能量发射的来源并限制其光谱能量分布,我们使用XMM-牛顿获得的场的深度观测以及来自Molonglo,Spitzer和Fermi的数据来检测其他波长的对应物。HESS J1632-478发射的通量密度在非常高的能量下达到峰值,在探测到的所有其他波长下弱20倍以上。源光谱具有两个大的突出的凸起与同步辐射峰值在紫外线和外部逆康普顿发射峰值在TeV。HESS J1632-478是一个活跃的脉冲星风星云,年龄约为10^4年。它的辐射热光度(主要是GeV-TeV)达到了目前脉冲星自旋下降功率的10%。同步加速器星云的大小为1 pc,包含一个未分辨的点状X射线源,可能是脉冲星及其风终止激波。
2010-07-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dark Matter and Synchrotron Emission from Galactic Center Radio Filaments
银河系中心的内度包含了大量在射频下观测到的平行结构。这些被称为非热射电灯丝(NRFs)的粒子追踪磁场线,由于其硬同步辐射谱(S_v ~ -0.1 +/-0.4)而引起了人们的极大兴趣。这些细丝的起源仍然知之甚少。我们发现,通过湮灭一个相对轻(~5-10 GeV)的暗物质粒子与预测的截面一个简单的热遗迹可以提供一个令人信服的匹配的强度,光谱形状和通量变化的NRF的电子和正电子。此外,解释NRF同步辐射所需的暗物质粒子的特性,与费米-LAT观测到的银河系中心多余的伽马射线辐射,以及CoGeNT和DAMA/LIBRA观测到的直接探测信号所需的特性是一致的。
2011-08-24 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
The pertinence of Jet Emitting Discs physics to Microquasars: Application to Cygnus X-1
解释硬态X射线双星的X射线光谱需要热的、光学薄的介质。有几个吸积盘模型在文献中,占这方面。然而,没有一个是设计来同时解释在这些状态下检测到的强大喷流的存在。本文研究了一种新的准开普勒热吸积盘解--喷流发射盘(JED),它是产生稳态超阿尔菲文喷射的整体盘-喷流MHD结构的一部分。它的辐射和能量特性,然后比较天鹅座X-1中发现的观测约束。通过平衡局部加热项和平流项以及同步辐射、韧致辐射和康普顿化过程的冷却,求解了圆盘能量方程。加热项、吸积盘密度、吸积速度和磁场幅值取自已发表的吸积-喷射结构的自相似模型。光学薄和厚的制度被认为是在一个温度的气体支持的光盘。三个分支的解决方案被发现可能在一个给定的半径,但我们只调查热,光学薄和几何苗条的解决方案。这些解决方案同时,并在一个一致的方式,圆盘喷射系统的辐射和能量特性。他们能够很好地再现天鹅座X-1的吸积-喷射特性,即它的X射线光谱发射,喷流功率和喷流速度。大约一半的释放吸积功率用于产生两个温和的相对论性(v/c~0.5)喷流,对于Eddington亮度的1%量级的亮度,JED温度和光学深度接近于在硬态天鹅座X-1中观察到的。JED的性质与对原型黑洞双星天鹅座X-1的观测结果一致。很可能与整个微类星体有关。
2010-07-08 astro-ph.HE
HAWC Search for High-Mass Microquasars
具有高质量伴星的微类星体是很有希望的甚高能量(VHE; 0.1-100 TeV)伽马射线发射体,但它们在10 TeV以上的行为却知之甚少。利用高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台,我们寻找多余的伽马射线发射与已知的高质量微类星体(HMMQs)的位置一致。LS 5039、天鹅座X-1、天鹅座X-3和SS 433在1,523天的HAWC数据中没有观察到显著的排放。我们设定了迄今为止在每个单独源上获得的10 TeV以上的最严格限制。假设HMMQs通过一个共同的机制产生伽马射线,我们进行了源堆叠搜索,考虑两种不同的情况:I)伽马射线光度是一个分数$ε_γ$的微类星体喷流光度,和II)非常高的能量伽马射线产生的相对论电子向上散射的辐射场的伴星在磁场$B$。我们得到$ε_γ< 5.4\times 10^{-6}$的情况下,我,这严格约束模型,建议可观察到的高能中微子发射的HMMQs。在场景II的情况下,VHE伽马射线的未检测产生强磁场,这挑战了同步辐射作为10 keV和10 MeV之间的微类星体发射的主导机制。
2021-04-01 astro-ph.HE
The remarkable microquasar S26: a super-Eddington PeVatron?
本研究探讨了微类星体S26的超爱丁顿吸积特性,指出其吸积盘风吸收了盘辐射导致X射线光度偏低,并证实其具备将宇宙线加速至PeV能量的PeVatron潜力。
2024-09-15 astro-ph.HE
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
XMM-Newton Observation of the Northwest Radio Relic Region in Abell 3667
阿贝尔3667是一个有射电遗迹的合并星团的原型。西北射电遗迹是已知最明亮的星团遗迹或晕,被认为是由于强烈的合并激波。我们已经观察到了40千秒的净XMM时间的NW遗迹。我们观察到一个全球性的温度下降,整个遗迹从6至1千电子伏,类似朱雀的结果。我们的新观测结果显示,遗迹位置附近的温度和表面亮度都发生了急剧变化。增加的X射线辐射的遗物可以等效地很好地描述了热或非热光谱模型。热模型的参数与马赫数M~2的激波和~1200 km/s的激波速度一致。射电遗迹中相对论粒子的能量含量可以用激波的加速效率~ 0.2%来解释。将逆康普顿X射线发射的极限与测得的无线电同步辐射进行比较,我们将遗迹中的磁场的下限设定为3 μ G。如果遗迹的辐射是非热辐射,这个下限实际上就是所需的磁场。
2010-04-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Turbulent Cosmic Ray Reacceleration at Radio Relics and Halos in Clusters of Galaxies
射电遗迹是在星系团外围发现的同步辐射。从位置和形态上看,通常认为遗迹是由宇宙射线(CR)电子通过扩散激波加速(DSA)机制在激波上加速而产生的。然而,一些射电遗迹的光谱比标准DSA模型的预测更难。一个例子是在集群1 RXS J0603.3+4214中观察到的,它通常被称为“牙刷闪烁器”。有趣的是,遗迹的位置从可能的冲击的位置转移。在这项研究中,我们表明,这些差异的频谱和位置可以解决,如果湍流(再)加速是非常有效的后面的冲击。这意味着,对于某些遗迹,湍流再加速可能是产生高能电子的主要机制,与普遍认为的DSA相反。此外,我们还证明了有效再加速的电子有效平均自由程必须远小于库仑平均自由程.我们还研究了并合星系团1 E 0657-56或"子弹爆炸“,其中在子弹前方的显著激波位置没有发现射电遗迹.我们指出,一个可能的遗迹在冲击波被所观察到的大射电晕,这是由强湍流背后的冲击所产生的。我们提出了一个简单的解释,如果牙刷,子弹,香肠(CIZA J2242.8+5301)集群之间的无线电发射的形态差异。
2015-12-27 astro-ph.HE
Beyond Fermi-II: Intermittent Particle Acceleration by Relativistic Turbulence in Astrophysical Plasmas
Centre for Space Research, North-West University(西北大学空间研究中心)
STRIPE框架揭示相对论湍流在微夸克星中产生硬幂律高能尾部,挑战传统费米-II模型。
2026-03-10 astro-ph.HE
Radio relics in PSZ2 G096.88+24.18: A connection with pre-existing plasma
巨大的射电遗迹是弥漫的、非热的同步辐射的弧形结构,它追踪由星系团合并引起的冲击波。产生这种射电遗迹的粒子(再)加速机制尚不清楚。一个主要的开放问题是遗迹是否可以直接从热种子电子中形成,或者是否需要预先存在的相对论种子电子。在某些情况下,活动星系核可以提供这样的亚GeV电子群。然而,目前还不清楚这种联系有多普遍。在本文中,我们提出LOFAR 140 MHz和VLA L波段射电观测,以及钱德拉数据PSZ 2 G096.88+24.18,合并星系团系统托管一对无线电遗迹。一大片漫反射辐射将一个明亮的射电星系与其中一个遗迹连接起来,可能会影响遗迹的性质。我们发现,最合理的解释的连接是合并冲击波已经通过了活动星系核叶。冲击波经过这个种子电子群,导致遗迹中只有充满种子电子的区域亮度增加。
2021-05-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Detection of extended X-ray emission around the PeVatron microquasar V4641 Sgr with XRISM
本研究利用XRISM首次探测到PeVatron微类星体V4641 Sgr周围显著的X射线延展辐射,分析表明其可能源于加速电子扩散的同步辐射或高光度热喷流。
2024-12-19 astro-ph.HE
Shock acceleration efficiency in radio relics
星系团中的射电遗迹是星系团外围由合并冲击提供动力的巨大弥散同步辐射源。尽管近年来通过大量的观测已经巩固了残余激波的联系,但在这种环境中导致相对论粒子形成的机制的细节仍然没有得到很好的理解。扩散激波加速度(DSA)理论是解释宇宙射线在天体物理激波中起源的一种常用方案,包括那些在星系团的射电遗迹中的宇宙线。然而,在一些特定的情况下,它已被证明,由集群冲击耗散的能量是不够的再现亮度的文物通过DSA的热粒子。需要基于射电遗迹样本的研究来进一步解决该机制的这一局限性。在本文中,我们专注于10个良好的研究无线电文物与潜在的冲击观察到的X射线和计算这些冲击的电子加速效率,是必要的再现所观察到的无线电亮度的文物。我们发现,在一般情况下,标准DSA不能解释的文物的起源,如果电子从热池加速效率显着小于10%。我们的研究结果表明,其他机制,如超热种子电子的冲击再加速或标准DSA的修改,需要解释无线电遗迹的形成。
2020-02-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Do radio relics challenge diffusive shock acceleration?
星系团中的射电遗迹被认为与强大的冲击波有关,这些冲击波通过扩散冲击加速(DSA)来加速粒子。在被DSA加速的粒子中,相对论质子的数量应该比电子多很多。相对论性电子发出的同步辐射在无线电波段可以被探测到,而质子则与热气体相互作用,在强子相互作用中产生伽马射线。使用简单的模型通过集群的冲击波的传播,热气体的分布和DSA的效率,我们发现,由此产生的强子$γ$射线发射位于非常接近或高于上限从附近的集群的FERMI数据。这表明电子和质子的相对加速效率与DSA的预测不一致。包含再加速的“化石”粒子似乎并不能解决问题。我们的研究突出了一个可能的紧张局势的普遍假设的情况下形成的无线电文物,我们讨论了可能的解决方案的问题。
2014-01-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
XMM-Newton Observations of the Southeastern Radio Relic in Abell 3667
射电遗迹是位于星系团边缘的细长的非热结构,是星系团外围合并驱动的冲击加速的宇宙射线电子的同步辐射的结果。然而,在某些星团中对这种激波的X射线观测表明,它们太弱,无法通过扩散激波加速有效地加速电子,使其达到产生观测到的无线电功率所需的能量。我们在合并的星系团Abell 3667(A3667)中研究这个问题,该星系团拥有一对射电遗迹。虽然A3667中的西北遗迹已经通过多种仪器在无线电和X射线方面进行了很好的研究,但到目前为止,只有朱雀星观测到了东南遗迹区域,它检测到了遗迹上的温度跳跃,这表明存在弱冲击。我们目前的观测A3667的东南部地区与XMM-牛顿集中在无线电遗物。我们确认存在一个X射线激波的马赫数约1.8从一个明确的检测温度跳变和一个密度跳变的试探性检测,与以前的测量朱雀。我们讨论了这种测量的影响扩散冲击加速的主要机制,解释无线电文物的起源。然后,我们推测的替代方案,包括再加速和变化的马赫数沿冲击波阵面的可能性。
2018-05-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
Turbulence Dynamo in Galaxy Clusters
通过对同步辐射和法拉第旋转的观测,已经证实了星系团中微高斯磁场的存在。它们是由团内介质(ICM)中的湍流运动通过小尺度发电机产生的。另一方面,一些巨大的射电遗迹显示了同步辐射偏振矢量的结构,在$\sim$ Mpc的尺度上组织,挑战集群磁场的湍流起源。与星际介质中的湍流不同,ICM中的湍流是亚音速的。在高度分层的背景下,当集群的分层形成过程中发生重大合并时,它会偶尔被驱动。为了定量地研究这种ICM环境中湍流发电机的特性,我们使用高阶精度的磁流体动力学(MHD)程序进行了一组湍流模拟。我们发现,如果把ICM的MHD描述扩展到$\sim$ kpc尺度,湍流发电机可以在宇宙年龄内从$10^{-15}$ G左右的原始种子场产生观测水平的团簇磁场。然而,极化矢量的高度有组织的结构,例如在香肠遗迹中观察到的那些,很难通过由磁场产生的磁场的冲击压缩来再现。这意味着巨型射电遗迹的建模可能需要在$\sim$ Mpc尺度上组织的预先存在的磁场。
2019-08-12 astro-ph.HE
Re-acceleration model for the `Sausage' Radio Relic
香肠射电遗迹是星系团CIZA J2242.8+5301中的弧形射电结构,其观测到的性质可以通过相对论电子在合并驱动的冲击波下加速的同步辐射来最好地理解。然而,仍然有一些困惑,不能解释的冲击加速模型,只有在原地注入。特别地,马赫数是从观测到的射电谱指数$M_{\rm radio}\approx 4.6$推断的,而马赫数是从X射线观测估计的,$M_{\rm X-ray}\approx 2.7$。为了解决这种矛盾,我们考虑了再加速模型,其中$M_s\approx 3$激波扫过具有预先存在的相对论电子的团内气体。我们发现,观察到的亮度分布在多个频率提供了强有力的约束预先存在的电子的光谱形状。模型的幂律动量谱的斜率,$s\approx 4.1$,和截止洛伦兹因子,$γ_{e,c}\approx 3-5\times 10^4$可以合理地再现观测到的空间轮廓的无线电通量和综合无线电频谱的香肠遗物。这种相对论电子在团内介质中的可能起源仍有待进一步研究。
2016-07-02 astro-ph.HE
The High Energy X-ray Probe (HEX-P): Galactic PeVatrons, star clusters, superbubbles, microquasar jets, and gamma-ray binaries
本文介绍HEX-P高能X射线探测任务概念,说明其凭借高分辨率成像、宽能段和大有效面积研究银河系PeVatron等宇宙线加速器的同步辐射机制。
2023-11-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
How merger-driven gas motions in galaxy clusters can turn AGN bubbles into radio relics
星系团中的射电遗迹是宇宙射线电子在$μ$ G磁场中产生的扩展同步辐射源。许多遗迹被发现在集群的外围,并有集群为中心,狭窄的弧形形状,这表明电子被加速或再加速的合并冲击波前向外传播的集群内等离子体。在X射线中,一些遗迹确实在遗迹所在的位置显示出这种冲击,但许多遗迹没有。我们探讨的可能性,无线电遗迹痕迹不是冲击波的前锋,但种子相对论电子的基本分布的形状,照亮了最近的冲击通道。我们使用磁流体动力学模拟集群合并,包括从中央活动星系核或从一个偏离中心的射电星系喷射注入的相对论电子气泡。我们发现,合并驱动的气体运动(a)可以平流的气泡宇宙射线非常大的半径,和(b)传播的相对论种子电子优先在切向方向-沿引力等势面-生产扩展,非连续性或片状区域的团内等离子体富含老化宇宙射线,这类似于无线电遗迹。一旦激波阵面穿过这样的区域,尖锐的射电辐射边缘将追踪这些富集区的尖锐边界,而不是前锋。我们还表明,这些拉长的宇宙射线的功能是自然与磁场沿其长轴切向拉伸,这可能有助于解释文物的高极化。
2021-05-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
X-ray Study on Propagation of Non-thermal Particles in Microquasar SS 433/W 50 Extended Jets
本研究利用XMM-Newton观测拓展分析微类星体SS 433东侧喷流的X射线辐射,发现其光谱随距离逐渐陡化,与西侧喷流演化存在差异,且东侧的增亮和光谱变化需额外物理过程解释,完善了对其喷流非热粒子传播的认识。
2025-05-15 astro-ph.HE
Common origin for radio relics and halos: galaxy cluster-wide, homogeneous cosmic-ray distribution, and evolving magnetic fields
一些星系团以外围遗迹(迄今为止归因于初级、冲击(再)加速电子)或中心晕的形式显示出弥散的无线电发射。通过分析文献中的射电和X射线数据,我们发现了晕和遗迹之间的新联系,例如它们的峰值射电亮度与气柱密度之间的普遍线性关系。我们的研究结果表明,在一个集群中的晕,遗迹,和晕遗迹桥,都产生于相同的,均匀的宇宙线(CR)离子(CRI)分布。我们解析地推导了强子CRI碰撞中产生的次级电子和正电子(CREs)在任意磁场演化下的同步辐射特征。在我们的模型中,平坦的光谱晕(包括巨晕和迷你晕)来自稳态磁场,而遗迹和陡峭的晕反映了最近或不规则的磁场增长。这很自然地解释了晕、遗迹以及它们之间的联系的性质,而没有引起弱冲击或湍流中的粒子(再)加速。我们发现CRI的能量密度在u_p~10^-[12.4,13.3]erg cm^-3的范围内,谱指数s_p=-2.20+-0.05,并在一些晕和遗迹后面的距离星团中心2 Mpc的地方确定了~0.1的磁能分数。CRI的均匀性表明存在很强的CR扩散,D(100 GeV)>~ 10^32 cm ^2s ^-1。在弱激波(效率<10^-4)和湍流中,强磁化对大于10 GeV的CRE(再)加速施加了严格的上限;事实上,每一个弱激波都会略微降低平坦CRE的能量分数。
2010-11-02 astro-ph.CO astro-ph.HE