An upgraded GMRT and MeerKAT study of radio relics in the low mass merging cluster PSZ2 G200.95-28.16
本文利用升级版GMRT和MeerKAT数据研究低质量并合星系团PSZ2 G200.95-28.16中的三个射电遗迹,测定其尺度、偏振和激波马赫数,并结合Chandra X射线数据讨论并合情景,发现Seahorse和R3偏离已知功率-质量相关关系,并发现一个奇异射电圈候选体。
2024-11-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Evolution of Splashback Boundaries and Gaseous Outskirts: Insights from Mergers of Self-similar Galaxy Clusters
一个自相似的球形坍缩模型预测了暗物质(DM)的溅回和吸积激波在星系团的外围,而错过了结构形成的一个关键因素-与合并相关的过程。为了填补这一空白,我们进行了模拟合并自相似集群和研究他们的DM和气体演化在一个理想化的宇宙学背景。我们的模拟结果表明,集团迅速收缩,在主要合并和回溅半径$r_{\rm sp}$减少,接近维里半径$r_{\rm vir}$。虽然$r_{\rm sp}$与自相似模型中的平滑质量吸积率(MAR)参数$Γ_{\rm s}$相关,但我们的模拟显示出与总MAR $Γ_{\rm vir}$(包括合并和$Γ_{\rm s}$)相似的趋势。$Γ_{\rm vir}-r_{\rm sp}/r_{\rm vir}$关系的分散性表明在宇宙学模拟中星系团的$Γ_{\rm s}\sim1$一般较低。与DM相反,当失控的合并激波超过外部吸积激波时,形成的合并加速(MA-)激波使热气体大气显著膨胀。在一次大合并之后,MA激波半径比$r_{\rm sp}$大,对于$Γ_{\rm s}\lesssim1$,MA激波半径是$\sim1.7$的一个因子,对于$Γ_{\rm s}\gtrsim3$,MA激波半径是$\sim r_{\rm sp}$。这意味着(1)合并可以很容易地产生在宇宙学模拟中测量到的MA-激波-回溅偏移,(2)在远离MA-激波所在的细丝的区域,平滑MAR很小。我们进一步讨论了在合…
2021-03-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spectro-polarimetric observations of the CIZA J2242.8+5301 northern radio relic: no evidence of high-frequency steepening
在非常高的频率(>10 GHz)下对射电遗迹的观测可以帮助理解粒子在星系团外围是如何老化和(重新)加速的,以及磁场在这些环境中是如何被放大的。在这项工作中,我们提出了新的单碟18.6 GHz撒丁岛射电望远镜和14.25 GHz Effelsberg观测著名的北方射电遗迹CIZA J2242.8+5301。我们探测到了一个长度为1.8Mpc的遗迹,其通量密度分别等于14.25GHz和18.6GHz的$\sim$和$\rm S_{18.6\,GHz}=(7.67\pm0.90)\,mJy$。由此产生的最佳拟合模型的遗迹频谱从145兆赫到18.6千兆赫是一个幂律频谱与频谱指数$α=1.12\pm0.03$:没有证据表明,在这项工作中提出的新数据中已被发现。对于第一次,极化特性已在18.6 GHz,揭示了平均极化分数的$\sim40\%$和磁场对齐的“丝”或“片”的遗物。
2020-08-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Radio relics in massive galaxy cluster mergers in the TNG-Cluster simulation
本研究利用TNG-Cluster模拟分析了352个大质量星系团中的约300个射电遗迹,复现了观测的丰度与统计关系,发现巨型射电遗迹多来自大质量并合,并发布遗迹库供下一代巡天参考。
2024-03-11 astro-ph.GA
Twin radio relics in a near-by low-mass galaxy cluster Abell 168
我们报告在低质量合并星系团阿贝尔168(红移=0.045)的外围发现了孪生射电遗迹。其中一个遗迹被拉长,线性范围为$\sim$ 800 kpc,投影宽度为$\sim$ 80 kpc,位于星团中心以北$\sim$ 900 kpc处,大致垂直于X射线发射的主轴。第二个遗迹是环形的,大小为$\sim$ 220 kpc,位于细长遗迹的内边缘附近,距离星团中心$\sim$ 600 kpc。这些射电源在323和608兆赫的巨型米波射电望远镜和在1520兆赫的卡尔G Jansky甚大阵(VLA)成像。在1.4GHz的1.38 $\pm 0.14 \times 10^{23}$ W Hz $^{-1}$的无线电功率下,在所有频率下都检测到细长的遗迹,该$^{-1}$在70 - 1500 MHz的频率范围内具有幂律(S $\propto ν^α, α= -1.1 \pm 0.04$)。这是在良好的协议,从已知的经验关系的遗迹和主机集群质量之间的无线电功率的预期。这是最低质量(M $_{500}$ = 1.24 $\times$ 10 $^{14}$ M $_{o}$)的集群,其中检测到由于合并冲击的遗迹。环形遗迹在100 - 600 MHz频率范围内具有-1.74 $\pm$ 0.29的较陡频谱指数($α$)。我们建议这个遗迹是一个旧的等离子体复活由于绝热压缩的传出冲击产生的细长遗迹。
2018-03-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Two intersecting radio shells: relics of galaxy merger shocks ?
本文报告了在紧凑星系群周围发现两个相交的射电壳层(ORC 6),提出星系合并激波为群内介质中遗迹射电瓣重新注入能量的形成机制,揭示了部分ORC起源于最亮群星系合并演化过程中的激波能量化遗迹。
2025-07-15 astro-ph.GA
Tracing low-mass galaxy clusters with radio relics: the discovery of Abell 3527-bis
星系团经历合并,可以产生被称为射电遗迹的扩展射电源。射电遗迹是合并引起的激波在团内介质(ICM)中传播的结果。本文分析了从NRAO VLA巡天(NVSS)观测到的一个候选射电遗迹的射电辐射中选出的一个候选星系团的射电、光学和X射线数据。我们的目的是澄清这个来源的性质,并证明在一定条件下,无线电遗迹的无线电发射可以用来跟踪相对低质量的星系团。我们用巨米波射电望远镜(GMRT)在三个不同的频率上观测了候选的星系团。这些数据集与ROSAT的X射线档案数据和伽马射线暴光学/近红外探测器望远镜的四个不同光学波段档案数据一起进行了分析。我们确认存在一个1兆秒差距长的无线电遗迹位于一个以前未知的星系团的郊区。我们通过专门的光学观测和使用档案X射线数据确认了星系团的存在。由于它与一个已知的阿贝尔星系团很接近,并且红移相似,我们将其命名为:阿贝尔3527-bis。这个星系团是已知拥有射电遗迹的质量最小的星系团之一。我们发现,射电遗迹可以有效地用于跟踪一个相对低质量的星系团的子集,可能在X射线或Sunyaev-Zel'dovich(SZ)调查中未被发现。这种技术可能会用于未来的深,低频调查,如LOFAR,uGMRT,并最终SKA进行。
2016-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
A high-resolution study of the double radio relic system in MACS J1752.0+4440
DIFA - Università di Bologna(博洛尼亚大学);INAF - IRA(意大利国家天体物理研究所射电天文学研究所);Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(哈佛与史密森尼天体物理中心);Thüringer Landessternwarte(图林根州立天文台);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱顿天文台);Max-Planck-Institut fur Extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理学研究所);INAF - IASF Milano(意大利国家天体物理研究所米兰天文物理研究所)
利用 uGMRT、JVLA 和 LOFAR 的宽带射电连续谱数据,对 MACS J1752 中的双射电遗迹系统进行高分辨率光谱分析,发现 NE 遗迹具有双峰表面亮度和谱指数轮廓,以及平坦的积分谱指数,并估计了注入马赫数,表明遗迹形态受多重激波面、再加速和投影效应影响。
2026-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
VLA Radio Observations of the HST Frontier Fields Cluster Abell 2744: The Discovery of New Radio Relics
星系团合并在ICM中留下了明显的特征,表现为激波和弥散的星系团射电源,为相对论粒子的加速提供了证据。然而,ICM中粒子加速的物理学仍然没有完全理解。在这里,我们提出了新的1-4 GHz Jansky甚大阵列(VLA)和档案钱德拉观测的HST前沿场集群阿贝尔2744。在我们新的VLA图像中,我们检测到以前已知的$\sim2.1$ Mpc射电晕和$\sim1.5$ Mpc射电遗迹。我们进行了无线电频谱分析,从中我们确定了遗物的注入光谱指数为$α_{\rm{inj}} = -1.12 \pm 0.19$。这对应于在扩散激波加速假设下的激波马赫数$\mathcal{M}$ = 2.05 $^{+0.31}_{-0.19}$。我们还发现了在冲击后区域的光谱陡峭的证据。我们没有发现证据表明射电晕的光谱指数和ICM温度之间存在显着的相关性。此外,我们观察到三个新的极化扩散源,并确定其中两个是新发现的巨型射电遗迹。这两个遗迹位于集群的东南和西北郊区。相应的综合光谱指数分别测量东南和西北遗迹的$-1.81 \pm 0.26$和$-0.63 \pm 0.21$。从X射线表面亮度轮廓中,我们还检测到与新发现的SE遗迹位于同一位置的$R=1.39^{+0.34}_{-0.22}$可能的密度跳跃。这种密度跃变对应于激波阵面马赫数$\mathcal{M}=1.26^{+0.25}_{-0.15}$。
2017-08-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stingrays in the radio sky: Two unusual diffuse radio relic sources in the direction of the Magellanic Stream
本文报告了在麦哲伦流方向发现两个具有延展尾巴的低表面亮度射电连续谱源,通过多频段观测分析其非热辐射特性,推断其形态最可能源于复杂环境相互作用,现有数据支持其为头尾射电星系但尚需更多数据确认。
2025-08-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Properties of Merger Shocks in Merging Galaxy Clusters
在星团外围探测到的X射线激波和射电遗迹通常被解释为子星团合并引起的激波。利用一套宇宙学模拟宇宙大尺度结构形成的方法,研究了合并星系团中合并激波的性质。作为一个代表性的情况下,我们在这里集中在模拟集群进行几乎正面碰撞的质量比$\sim2$。由于团内介质的湍流性质,激波表面并不光滑,而是由不同马赫数的激波组成。当合并激波从核心向外扩展到外围时,平均马赫数$\left<M_s\right>$随时间增加。我们认为,沿合并轴传播的冲击波可以表现为X射线冲击波和/或射电遗迹。冲击波的动能$F_ϕ$在其初始发射后在$\sim1$陀螺处达到峰值,或在距核心$\sim1-2$ Mpc处达到峰值。由于这里采用的宇宙射线(CR)加速效率与马赫数有关的模型,与动能加权马赫数$\left<M_s\right>_ϕ\sim2-3$相比,它们的CR能量加权马赫数$\left< M_s \right>_{\rm CR}\sim3-4$更高。大多数高能激波位于较轻的暗物质(DM)团的前面,而较重的DM团位于星系团的对面。虽然我们的研究仅限于合并的情况下考虑,如冲击特性的手段和变化及其时间演变的结果可以与合并冲击的观察到的特征进行比较,限制相关的观察解释。
2018-02-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The NuSTAR and Chandra view of CL 0217+70 and Its Tell-Tale Radio Halo
星系团的合并是宇宙中能量最大的事件,它会驱动冲击波和冷锋,产生湍流,加速粒子,从而产生射电晕和遗迹。星系团CL 0217+70是一个引人注目的晚期并合,具有双重外围射电遗迹和巨大的射电晕。钱德拉的一项研究探测到了与光环内的无线电特征相对应的表面亮度边缘。在这项工作中,我们提出了一个研究这个集群与NuSTAR和钱德拉数据使用光谱成像方法。全球温度为kT = 9.1 keV。我们设定IC通量的上限为~ 2.7 × 10 ^(-12)erg s^(-1)cm^(-2),磁场的下限为0.08 microG。我们的本地IC搜索揭示了一种可能性,IC发射可能有一个显着的贡献,在外围的无线电晕发射和上/附近的激波区域内~0.6 r500的集群。我们在温度图中检测到一个与表面亮度边缘重合的“热点”特征,但我们对其起源的调查尚无定论。如果“热点”是激波的下游,我们对等离子体设定一个kT > 21 keV的下限,这对应于M~2。我们发现了三个在0.5 r500范围内的冲击波阵面。星团中心的多个弱激波暗示着正在进行的合并活动和巨大射电晕的持续喂养。CL 0217+70是唯一一个以多种形式存在这些次级地震的例子。
2022-11-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Pairs of Giant Shock Waves (N-Waves) in Merging Galaxy Clusters
当一个子星系团与一个更大的星系团合并时,弓形激波被驱动到子星系团的前面。在后来的合并阶段,这个弓形激波从子星系团中分离出来,成为一个“失控”激波,沿着陡峭的密度梯度向下传播,穿过星系团外围,并大致保持其强度和马赫数。这样的冲击是在星团外围产生射电遗迹的可能候选者。我们认为,在同一个合并阶段,二次冲击形成更接近主集群中心。在通常的流体力学中,与这种结构类似的是N波,其中“N”的尾部是激波非线性演化的结果。在星系团的合并过程中,球形几何和层化可以进一步促进星系团的发展。初级冲击和次级冲击都是单一合并事件的自然结果,而且通常这两个因素都应该存在。然而,在无线电波段,前导激波可能更突出,而拖尾激波可能相反地更容易在X射线中看到。后一个论点意味着,对于X射线数据中发现的一些(尾随)冲击,可能很难识别它们的“伙伴”领先冲击或合并的子集群,这些子集群离集群中心更远。我们认为,后发座星系团和A2744可能是两个例子,在合并后的状态,这种良好的分离激波对。
2020-09-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Magnetic field amplification by cosmic-ray-driven turbulence: I. isotropic CR diffusion
我们进行了磁流体动力学模拟研究的磁场的冲击波的前兆放大。在超新星遗迹中发生的强烈冲击的前兆中需要强磁场。观测还表明,磁场放大发生在星系团中的弱冲击中,并产生所谓的无线电遗迹。在这里,我们将宇宙射线驱动湍流对磁场放大的研究扩展到弱激波。放大是由湍流驱动的,湍流是由宇宙射线压力作用于上游流体中的密度不均匀性产生的。从星系团外围的X射线数据推断出的聚集现象可能提供了一些种子的不均匀性。产生了磁场功率谱和法拉第图。此外,我们研究如何同步辐射的冲击前兆可以用来验证这种不稳定性的存在和约束必要的等离子体参数。
2013-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Discovery of a large-scale bent radio jet in the merging cluster Abell 514
研究在并合星系团 Abell 514 中发现约0.7 Mpc的弯曲射电喷流,并结合多波段观测与模拟,揭示并合气体运动对古老AGN等离子体的再分布及射电遗迹形成的作用。
2023-10-02 astro-ph.GA
Diffuse radio emission in MACS J0025.4$-$1222: the effect of a major merger on bulk separation of ICM components
星系团的合并是宇宙中最具活力的事件之一。这些事件对星系团内的介质有着重大的影响,沉积了大量的能量-通常以冲击的形式-以及严重影响组成星系群的性质。许多星团都被证明拥有大规模的弥漫性射电辐射,被称为射电晕和遗迹。这些来源是由于电子(再)加速在集群规模的磁场,虽然这发生的过程仍然知之甚少。我们提出了新的,深射电观测的高红移星系团MACS J0025.4 $-$ 1222,在325 MHz的GMRT,以及新的分析所有档案$Chandra$ X射线观测。我们的目标是调查潜在的弥漫性无线电发射和分类的无线电人口的这个集群,这只覆盖了以前的浅层无线电调查。我们通过结合紫外线衰减和减去紧凑的源人口产生低分辨率地图的MACS J0025.4 $-$ 1222。径向表面亮度和质量分布来自$Chandra$数据。我们还得到了ICM温度的二维地图。在MACS J0025.4 $-$ 1222中首次探测到了两个线性尺度为几百千秒差距的弥散射电辐射源。考虑到星系团的红移和假设的宇宙学,这些来源似乎与射电遗迹功率标度关系的既定趋势一致。X射线温度图提供了不对称温度分布的证据,并初步确定了与一个遗迹相关的温度跃变。我们将这个星团中的一对弥散射电源归类为一对射电遗迹,因为它们与标度关系、朝向星团外围的位置以及可用的X射线数据保持一致。
2016-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Chandra and XMM-Newton observations of A2256: cold fronts, merger shocks, and constraint on the IC emission
我们提出了深钱德拉和XMM-牛顿观测的一个复杂的合并星系团阿贝尔2256(A2256),主机一个壮观的无线电遗迹(RR)的结果。温度图和金属丰度图显示了西部子星系团(SC)和主星系团(PC)合并的明确证据。我们检测到五个X射线表面亮度边缘。其中三个是冷锋(CFs):CF 1与下降的SC相关联; CF2位于PC的东部; CF 3位于PC核心的西部。星团外围的另外两个边缘是激波锋面(SF):西北方向RR附近的SF 1的马赫数分别来自$M_T=1.62\pm0.12$和$M_ρ=1.23\pm0.06$的温度和密度跃变;东南方向的SF 2有$M_T=1.54\pm0.05$和$M_ρ=1.16\pm0.13$。在RR区域,没有证据表明X射线和射电子结构之间存在相关性,因此我们估计了逆康普顿发射的上限,并因此将磁场的下限($\sim$距离PC中心450 kpc)设定为$B>1.0\ μ$ G(对于单个幂律电子谱)或$B>0.4\ μ$ G(对于破碎的幂律电子谱)。我们提出了一个合并的情况下,包括PC,SC,和一个组。我们的合并方案占X射线边缘,漫射射电特征,星系运动学,以及投影效果。
2020-08-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
The topology of the magnetic field in Abell 2255 out to its virial radius. Results from the LOFAR Galaxy Cluster Ultra-Deep Field
INAF - IRA(意大利国家天体物理研究所-博洛涅分院);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱顿天文台);Institute for Advanced Study(普林斯顿高等研究院);Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna(博洛尼亚大学物理与天文学系);Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian(哈佛&史密森尼天体物理中心);Department of Astronomy, University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校天文学系);ASTRON, the Netherlands Institute for Radio Astronomy(荷兰射电天文研究所);Hamburger Sternwarte, Universität Hamburg(汉堡大学汉堡天文台);INAF - IASF Milano(意大利国家天体物理研究所-米兰天文物理研究所)
该研究利用低频阵列对阿贝尔2255星系团进行超深场观测,通过同步辐射强度梯度技术研究其磁场拓扑结构至质心半径,发现磁场在不同区域有优先取向,首次展示围绕星系团从核心到边缘的连贯大尺度磁场拓扑,凸显低频观测对探测磁场结构的独特作用。
2026-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
X-ray study of the merging galaxy cluster Abell 3411-3412 with XMM-Newton and Suzaku
内容:钱德拉天文台对阿贝尔3411 - 3412合并系统的观测显示,它的北部有一个向外的子弹状子星系团,南部边缘有许多表面亮度(SB)边缘,射电观测也报告了多个漫射源。值得注意的是,东南部的射电遗迹与来自射电星系的化石等离子体和探测到的X射线边缘有关,提供了激波再加速的直接证据。所报道的X射线边缘的性质还有待于从热力学角度加以限制。目的:利用XMM-Newton和Suzaku观测资料,揭示已报道的再加速点和其它X射线边缘的物理性质。同时,我们的目标是调查的温度廓线在低密度的外围朱雀资料。研究方法:我们进行成像和光谱分析,以测量多个已知的X射线SB不连续性的密度跳跃和温度跳跃。提出了一种新的XMM-牛顿软质子本底标定方法。档案钱德拉,朱雀,和ROSAT数据被用来估计宇宙X射线背景和银河系前景水平与标准空白天空光谱相比,提高了准确性。结果如下:在东南边缘,XMM-Newton和朱雀的温度跃变都指向一个$\mathcal{M}\sim1.2$激波,这与SB拟合Chandra的结果一致,并支持在该激波前缘的再加速假设。南部边缘显示了一个更复杂的场景,其中一个冲击和剥离的冷物质的存在可能会同时发生。南方低密度区的朱雀温度廓线略高于典型的松弛星系团温度廓线。用XMM-牛顿法测得的$kT_{500}=4.84\pm0.04\pm0.19$ keV值和用朱雀法测得的$kT_{500}=5.17\p…
2020-07-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A large H$α$ survey of star formation in relaxed and merging galaxy cluster environments at $z\sim0.15-0.3$
我们目前的第一个结果,从最大的H $α$调查的恒星形成和活动星系核活动的星系团。使用9个不同的窄带滤波器,我们选择$>3000$ H $α$发射器内的$19$集群和它们的更大规模的环境超过总体积的$1.3\times10^5$兆个人$^3$。该样本包括松弛和合并集群,涵盖$0.15-0.31$红移范围,并从$5\times10^{14}$ $M_{\odot}$到$30\times10^{14}$ $M_{\odot}$。我们发现,H $α$光度函数(LF)合并集群相比,松弛集群具有更高的特征密度$ϕ^*$。对于合并集群和松弛集群两者,$ϕ^*$从集群核心到集群外围下降,其中合并集群值$\sim0.3$ dex在每个投影半径处更高。特征光度$L^*$下降超过$0.5-2.0$ Mpc距离从集群中心合并集群和增加放松对象。在受干扰的对象,集群托管大规模的冲击波(跟踪无线电遗迹)是过于密集的H $α$发射器相比,在其集群内介质湍流(跟踪无线电晕)。我们推测,在扰动,年轻,大质量的星系团的恒星形成活动的增加,可以触发富气星系,冲击和/或集群内介质之间的相互作用,以及吸积的细丝和星系群。我们的研究结果表明,受干扰的集群代表了非常不同的星系演化的环境相比,轻松的集群或平均场环境。
2016-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Three Hundred project: Radio luminosity evolution from merger-induced shock fronts in simulated galaxy clusters
本研究基于The Three Hundred项目模拟星系团并合,发现射电遗迹光度光变曲线呈偏态高斯分布,峰值射电光度与星系团质量显著正相关,证明星系团质量是射电中位光度的主要驱动因素。
2024-09-14 astro-ph.CO astro-ph.GA