Are Odd Radio Circles virial shocks around massive galaxies? Implications for cosmic-ray diffusion in the circumgalactic medium
该研究探究奇异射电圈是否源于大质量暗物质晕的位力激波，发现宇宙线电子扩散可解释观测到的壳层宽度，推导了低密度星系周介质的宇宙线扩散系数，缓解了数密度差异问题，为探测激波和非热粒子加速提供新途径。
2024-01-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Detection of virial shocks in stacked Fermi-LAT clusters
星系团被认为是通过大规模、强而难以捉摸的维里冲击来吸积质量而成长的。这样的冲击波预计会加速相对论性电子，从而产生光谱平坦的轻子维里环。然而，到目前为止，只有附近的后发座星团显示出$γ$射线维里环的证据。我们堆叠费米-LAT数据的112个最大的，高纬度，扩展集群，提高环的灵敏度，通过重新调整集群的维里半径，并利用预期的平坦能谱。除了一个中央未解决的，硬信号（检测到的$\sim 5.8σ$的置信水平），可能占主导地位的活动星系核，我们确定（在$5.8σ$置信水平）一个明亮的，光谱平坦的$γ$ -射线环在预期的维里冲击的位置。环信号意味着激波在哈勃时间内在相对论电子中沉积了热能的$\sim 0.6\%$（带有解释不确定因子$\sim2$）。这一结果，与昏迷信号，验证和校准维里冲击模型，并表明，从这样的冲击的累积排放显着贡献的弥漫河外$γ$射线和低频无线电背景。
2018-10-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Coincident SZ and $γ$-ray signals from cluster virial shocks
星系团周围的维里激波预计会显示出热Sunyaev-Zel'dovich（SZ）信号的截止，与轻子环一致。然而，到目前为止，轻子维里信号仅在昏迷和堆叠费米LAT集群中报道，SZ维里冲击信号仅在A2319中报道。我们指出，一些集群--目前后发座，A2319，和A2142 -已经显示出普朗克SZ压力急剧下降的维里半径附近，符合弱LAT $γ$射线过剩。这些签名跟踪维里冲击的集群，在联合中到高的置信水平。从$γ$ -射线推断的电子加速率与以前的测量结果是一致的。组合信号允许分别测量$\sim0.5\%$加速效率和吸积速率。对激波马赫数施加了几阶下限。
2020-01-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Radio Galaxy NGC 1265 unveils the Accretion Shock onto the Perseus Galaxy Cluster
我们提出了一个一致的头-尾射电星系NGC 1265的三维模型，解释了复杂的无线电形态和频谱的星系和射电泡通过冲击波过去的通道。使用解析解的完整的黎曼问题和流体动力学模拟，我们研究了如何通过转换成一个环形涡环的等离子体气泡。老化的电子群体的绝热压缩使其被激励并发出低表面亮度和陡谱无线电发射。NGC 1265的大的下落速度和低的法拉第旋转测量值和喷流的方差强烈地表明，这种转变是由于英仙座上的吸积激波大约位于R_200。通过估算射电泡的体积变化，可以推断出激波的马赫数为M = 4.2 - 1.2 ^{+0.8}，密度跃变为3.4 - 0.4 ^{+0.2}，温度跃变为6.3 - 2.7 ^{+2.5}，以及21.5 +/-10.5的压力跃变，同时考虑到无线电等离子体的状态方程和环面的体积的不确定性。通过外推X射线剖面，我们得到了在kT < 0.4 keV和n < 5e-5 / cm^3的下落的温热星系际介质中气体温度和密度的上限。椭圆形的射电环面的方向与星系头部和尾部在天空平面上的方向相结合，不可能与投影效应相一致。相反，这表明激波后剪切流是由激波表面曲率引起的，特征半径为850 kpc。剪切流的能量密度对应于14%的热能密度。激波注入的涡旋可能在产生和放大星系团中的磁场方面起重要作用。未来对头尾星系的LOFAR观测可以作为对星系团吸积冲击的补充探测。
2011-02-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Macroscopic magnetization of primordial plasma by virial shocks
Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）；Academia Sinica（中央研究院）
星系团位力激波观测揭示了下游原初等离子体存在大尺度磁化现象，表明需有新机制从弱磁化原始上游生成大尺度自相似磁子结构，该机制或主导其他高马赫数激波系统。
2024-12-04 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Large-scale Motions in the Perseus Galaxy Cluster
通过结合ROSAT PSPC，XMM-牛顿和朱雀X射线观测的大规模马赛克，我们提出了附近的X射线明亮的英仙座星系团的团内介质中的大规模运动的证据。这些运动是由几个交替和交错的X射线明亮，低温，低熵弧位于沿东西轴，在半径范围从10千秒差距到超过百万秒差距。热力学特征定性类似于这些以前已经观察到在冷核心集群的中心，并成功地建模为轻微合并引起的气体晃动/旋转运动的结果。我们的观察表明，这种晃动/旋转可以延伸到比以前认为的更大的半径，在接近维里半径的尺度上。
2012-08-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Radially polarized synchrotron from galaxy-cluster virial shocks
Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
通过叠加GMIMS射电数据，在星系团2.4R_500标度半径处发现径向偏振辐射超出，为位力激波产生切向磁场及电子同步辐射提供了方向性证据。
2025-06-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Galaxy cluster virial-shock sources in eROSITA catalogs
本研究叠加分析eROSITA EDR星表，在532个星系团的r/R500≈2.0–2.25处统计发现与维里激波相关的明亮炽热展源，为宇宙网吸积提供新探针。
2024-02-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraints on the cosmic ray cluster physics from a very deep observation of the Perseus cluster with MAGIC
星系团是宇宙中已知的最大、质量最大的引力束缚结构。宇宙线强子在结构形成冲击中被加速并被星系注入，被限制在星系团中，在那里它们积累了宇宙学时间。在几个星系团中出现的弥散同步辐射证明了高能电子和磁场的存在。然而，缺少CR质子加速的直接证据。CR质子的存在可以通过它们与团簇内介质（ICM）的强子相互作用引起的弥散γ射线发射来探测。英仙座星系团是附近的一个冷核星系团，被认为是探测这种辐射的最佳候选者之一。我们在这里介绍了MAGIC望远镜对英仙座星团进行非常深入的观测的结果，从2009年到2014年积累了大约250小时的数据。没有证据表明CR-ICM相互作用产生了大规模的甚高能量伽马射线发射。在TeV制度导出的通量上限允许我们把严格的限制集群CR的物理，特别是对CR的热压力，CR加速效率在形成冲击和磁场的中心集群区域。
2015-08-20 astro-ph.HE
Azimuthally Resolved X-Ray Spectroscopy to the Edge of the Perseus Cluster
我们提出的结果，从广泛的，新的观测英仙座星系团，获得了朱雀重点项目。分析的85个点跨越8个方位角方向，2度= 2.6 Mpc，维里半径r_200 ~ 1.8 Mpc，提供了迄今为止在任何星团中最详细的大半径星团内介质（ICM）的X射线观测。r>0.4r_200的方位平均密度分布相对平坦，最佳拟合幂律指数为1.69+/-0.13，显著小于数值模拟的预期。郊区的熵分布系统地低于大尺度结构形成模型所预期的幂律行为，该模型仅包括与引力坍缩相关的加热。超过~0.6r_200的压力分布显示出相对于描述普朗克观测到的团簇样本的SZ测量的最佳拟合模型的过量。预期的和测量的密度，熵和压力分布之间的不一致，可以解释主要是由于在郊区的气体分布不均匀的密度高估;没有证据表明在维里半径内的温度测量的偏差。我们发现在大半径的ICM的热力学性质的显着差异，沿不同的武器。沿着星系团短轴，我们发现熵分布在~0.6r_200之外是平坦的，而沿着长轴，熵一直上升到外围。相应地，沿短轴的推断气体聚集因子通常大于沿长轴的推断气体聚集因子。
2013-07-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
X-ray to gamma-ray virial shock signal from the Coma cluster
在$\sim220$ GeV VERITAS马赛克中围绕后发座星系团存在东西向细长维里环的证据之后，我们在费米-LAT的$>$ GeV $γ$射线和ROSAT的软$\sim0.1$ keV X射线中寻找相应的签名。对于从VERITAS推断的环伸长和取向，我们发现$3.4σ$ LAT过量，并在ROSAT带R1和R1+R2中检测到（$>5σ$）预期的特征。LAT和ROSAT信号的显著性在VERITAS环参数附近最大。ROSAT，费米和VERITAS信号的强度是一致的维里冲击沉积$\sim0.3\%$（与$\sim3$的不确定性因素）的能量在哈勃时间在一个几乎平坦的，$p\equiv - d\ln N_e/d\ln E\simeq 2.0$ - $2.2$宇宙射线电子光谱。LAT和ROSAT信号的尖锐径向轮廓表明，在天空的平面上的优先吸积，如相邻的大尺度结构的分布所示。X射线信号测量宇宙射线在平流进入星团深处时的压缩情况。
2017-09-20 astro-ph.HE
Cold Fronts from Shock Collisions
冷锋（CF）存在于大多数星系团，以及一些星系和星系群中。我们建议，一些CF的遗迹拖尾冲击之间的碰撞。这样的碰撞通常导致球形的、因子约1.4-2.7的密度/温度不连续性。这些CF可以被发现，至于维里休克，不像在其他CF形成模型。作为这种效果的演示，我们使用一维模拟，其中存在的维里冲击和传出的二次冲击之间的周期性碰撞的晕混响。这些碰撞产生一个独特的，同心几何序列的CF跟踪维里冲击的扩张。
2010-06-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Synchrotron emission from virial shocks around stacked OVRO-LWA galaxy clusters
通过堆叠OVRO-LWA低频射电数据，首次在星系团维里半径附近探测到显著同步辐射信号，证实维里激波加速宇宙线电子并约束了磁场与能量分配参数。
2023-03-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Preliminary evidence for a virial shock around the Coma galaxy cluster
星系团是宇宙中最大的引力束缚物体，被认为是通过大规模维里冲击从周围环境吸积质量而增长的。由于电子在这样的冲击波中加速，它应该表现为$γ$射线、硬X射线和射电环，向供给星系团的大尺度灯丝延伸，与热Sunyaev-Zel 'dovich（SZ）信号的截止相一致。然而，到目前为止还没有发现这样的特征，而星系团维里激波的存在仍然只是一种理论。我们发现一个大的初步证据，$\sim 5$兆秒差距短轴$γ$ -射线环周围的后发座集群，延长到大规模的灯丝连接后发座和阿贝尔1367，检测到标称$2.7σ$的置信水平（$5.1σ$使用控制信号模拟）。$γ$ -射线环与同步加速器信号和SZ截止相关，但与银河系示踪剂无关。如果激波在哈勃时间内将热能$\sim 1\%$沉积在相对论电子中，并将$\sim 1\%$沉积在磁场中，那么$γ$射线和射电特征与解析和数值预测一致。隐含的逆康普顿和同步累积发射从类似的冲击可以显着贡献的弥漫河外$γ$射线和低频无线电背景。我们的研究结果，如果证实，揭示了在后发座的热气体，集团的喂养模式，周围的大规模的空洞和细丝的属性的扁长结构。在其他星系团周围探测到这样的冲击波，这将是一个强大的新宇宙学探测。
2017-09-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
MAGIC Gamma-ray Observations of the Perseus Galaxy Cluster
为了探测宇宙射线与星系团内部介质相互作用产生的伽马射线发射，切伦科夫地面成像望远镜MAGIC在2009-2011年期间对一个非常高能量（> 100 GeV）的星系团进行了迄今为止最深入的观测活动，并对英仙座星系团进行了总共85小时的观测。实验结果表明，在结构形成激波条件下，平均CR-热压力比为1-2%，最大CR加速效率<50%。或者，这可能会争论不可忽略的CR运输过程，如CR流和扩散到外部集群区域。此外，假设英仙座射电小晕是由强子CR相互作用中产生的次级辐射产生的，中心磁场被限制在> 4-9 μ G。这个范围远低于法拉第旋转测量的场强，因此强子模型仍然是英仙座射电小晕的合理解释。在这次成功的活动之后，MAGIC继续收集有关英仙座的数据。
2013-08-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Excess cataloged X-ray and radio sources at galaxy-cluster virial shocks
研究通过叠加MCXC星系团周围的2RXS、NVSS等目录源，在约2.4 R500维里激波半径处发现显著的X射线与射电源过量，并将其归因于与激波相互作用的下落气体团块。
2024-09-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Consistency of Hitomi, XMM-Newton and Chandra 3.5 keV data from Perseus
使用软X射线光谱仪（SXS）对英仙座进行的\emph{Hitomi}观测提供了对英仙座星系团中多个小组报告的3.5 keV特征的高分辨率观察。\emph{Hitomi}光谱--包括弥散星系团发射和点状中央活动星系核（AGN）的总和--在$E \sim 3.5 {\rm keV}$没有显示出任何过量，这与以前观测到的过量弥散发射明显不一致。我们指出，2009年的\emph{Chandra}数据揭示了活动星系核光谱在$E = (3.54 \pm 0.02) {\rm keV}$（星团框架）处的强烈下降--与\emph{XMM-Newton}观察到的扩散过剩能量相同。将这个下降比例缩放到2016年AGN光度并将其添加到弥漫的\emph{XMM-Newton}过量中，这预测了$(-5.9 \pm 4.4) \times 10^{-6} \, {\rm ph} \, {\rm cm}^{-2} \, {\rm s}^{-1}$在$E= 3.54$ keV处的SXS视场的整体下降-当被暗物质维里速度加宽时，与\emph{Hitomi}数据精确匹配。我们描述的模型荧光暗物质，可以重现这种物理，其中暗物质吸收，然后重新发射从中央活动星系核发射的3.5千电子伏的光子。
2017-11-02 astro-ph.HE hep-ph
Cold Fronts by Merging of Shocks
冷锋（CF）存在于大多数星系团，以及一些星系和星系群中。我们提出，一些CF的遗迹合并在同一方向上传播的两个冲击。这种激波合并通常会导致密度和温度的准球形、因子约1.4-2.7的不连续性。这些CF可能会被发现远维里冲击，不像在其他CF形成模型的预期。作为这种效果的演示，我们使用一维模拟集群，并表明，冲击诱导冷锋的形式时，如爆炸或合并发生在集群的中心附近的扰动。在星系团的核心扰动诱导维里激波和传出的次级激波之间的周期性合并。这些碰撞产生一个独特的，同心的，几何序列的CF跟踪维里冲击的扩张。
2010-06-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
X-ray-inferred kinematics of the core ICM in Perseus-like clusters: Insights from the TNG-Cluster simulation
本文利用TNG-Cluster模拟筛选30个类英仙座星系团，并通过XRISM模拟观测分析核心ICM运动学，揭示亚音速湍流与SMBH驱动的高速外流共存。
2024-03-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Perseus cluster in its X-ray entirety with SRG/eROSITA. Merger and Radio-Uroboroses
Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Space Research Institute (IKI)（空间研究所）；Universitäts-Sternwarte, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学天文台、物理学院）
研究通过结合SRG/eROSITA、XMM-Newton和Chandra数据，揭示Perseus团簇的X射线全貌，发现其外围区域是合并扰动系统的典型案例，并探讨了IC310和NGC1265的无线电尾部形状与轨道关系。
2026-01-26 astro-ph.HE
Thermal and chemical properties of the eROSITA bubbles from Suzaku observations
本研究利用Suzaku卫星观测分析eROSITA泡，发现其壳层X射线辐射符合双温热模型，亮源因为气体密度更高而非温度更高，排除绝热激波假说，且化学元素比支持恒星反馈起源模型。
2023-05-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Propagation of weak shocks in cool-core galaxy clusters in two-temperature magnetohydrodynamics with anisotropic thermal conduction
以英仙座星系团为基准模型，研究了不同的磁流体动力学模型对星系团核心弱激波（马赫数~1.2）传播的影响。特别是，我们研究如何热传导，各向同性和各向异性，和离子-电子温度平衡修改弱冲击。预计强热传导将产生电子温度前体。也形成不太突出的压力和密度前体。较长的平衡时间大大降低了密度前体，但不会改变电子温度前体很多。当热传导变得各向异性时，团内磁场会在热通量引起的激波畸变上留下其特征性的空间尺度。
2020-07-03 astro-ph.HE
Large scale gas sloshing out to half the virial radius in the strongest cool core REXCESS galaxy cluster, RXJ2014.8-2430
我们在REXCESS样本中的冷核星系团中寻找大尺度气体晃动的证据，并在REXCESS样本中最强的冷核星系团RXJ 2014.8 -2430中找到了晃动的明确证据。从RXJ 2014的方位角平均值得到的表面亮度分布的残差显示出一个突出的漩涡过剩特征，从星系团核心（维里半径的一半）向南延伸到800 kpc处的突然表面亮度不连续性，XMM-牛顿观测证实这是冷的低熵气体。气体温度明显高于这个南部表面亮度不连续，表明这是一个冷锋800 kpc的集群核心。钱德拉对中心200千秒差距的观测显示，在星团的两侧有两个清晰的较年轻的冷锋。该方案出现定性一致的模拟气体晃动由于轻微的合并，提高冷，低熵气体从核心到更高的半径，导致在一个漩涡分布的相反的冷锋在增加的半径。然而，所观察到的晃动的规模比目前已经模拟的要大得多，并且与最近在英仙座星团和Abell 2142中观察到的大规模晃动相似。
2014-02-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Detection of a new GeV source in the outer region of the Coma cluster: a signature of external accretion shock ?
本文利用16.2年Fermi-LAT数据在Coma星系团外围约2.8°处发现一个新的GeV源，其硬谱和位于大尺度星系纤维中的位置支持外部吸积激波起源，并估算了宇宙线电子能量转换效率。
2025-01-06 astro-ph.HE
Discovery of a pre-merger shock in an intercluster filament in Abell 98
我们报告的第一个明确的检测轴向合并冲击在早期合并集群阿贝尔98使用深（227 KS）钱德拉观测。该激波位于Abell 98北星团以南约420 kpc处，位于北星团和中央星团之间，马赫数M $\approx$ 2.3 $\pm$ 0.3。我们发现的轴向合并冲击波阵面揭示了一个关键的时代，在形成一个巨大的星系团，当两个子团被困在合并过程的早期阶段。我们发现，在冲击后区域的电子温度有利于即时碰撞模型，在那里的电子强烈加热的冲击前，通过与磁场的相互作用。我们还报告检测到的簇间气体细丝，与温度为kT = 1.07 $\pm$ 0.29千电子伏，沿合并轴的阿贝尔98。灯丝中气体的测量特性与以前的观测和数值模拟的最热的，致密的部分的温暖，热星系际介质（WHIM），WHIM灯丝接口与维里化区域的星系团是一致的。
2022-08-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Can supernova from runaway stars mimic the signs of absorbing `super-virial' gas?
本文提出银盘上方逃逸大质量OB星爆发的超新星抛射物可模拟高柱密度“超维里”吸收气体，并解释其高温与α增丰丰度，但覆盖比例不足0.7%。
2024-09-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the Collective Radio Emission of Large Scale Accretion Shocks
气体在像星系团这样已经维里化的结构上的吸积应该会引起吸积冲击，这可能会加速宇宙射线。本文利用后发座星系团的射电辐射和宇宙吸积激波的演化模型，讨论了未解星系团对宇宙射电背景的贡献。我们假设后发座是一个典型的星系团，它的全部射电辐射都是由在吸积激波中加速的宇宙射线产生的，这使得我们的预测成为一个上限。我们的模型预测，在较低的频率下，吸积冲击可能对宇宙射电背景有很大的贡献，而在较大的频率下，例如5 GHz，它们的贡献必须低于< 2- 35%，这取决于我们使用的吸积冲击演化模型。
2018-02-25 astro-ph.HE
Production Efficiencies of Sound Waves in the Intracluster Medium Driven by AGN Jets
来自活动星系核（AGN）的反馈被认为是解决冷核星系团冷却流问题的最有希望的方法，尽管喷流能量如何转化为热量是一个有争议的话题。声波的耗散被认为是可能的加热机制之一;然而，其对加热的相对贡献仍不清楚。为了估计加热的能量预算，我们进行了三维流体动力学模拟活动星系核喷注英仙座状集群和量化的能量存储在弱冲击波的形式。我们发现，对于一个单一的喷注注入典型的参数在冷核心集群，总喷注能量的$\sim9\%$存储在压缩波（包括冲击波和波）。然而，由于随机相位波之间的破坏性影响，以及冲击能量的耗散，在我们的模拟，包括自调节AGN反馈，不超过$3\%$的总注入能量进入压缩波。我们进一步将能量贡献从冲击波和波中分离出来，发现对于一次爆发，冲击波只能贡献内半径总压缩能量的$\sim20-30\%$，并且它们向外传播时很快消散。然而，由于多次活动星系核爆发会重复产生激波，因此在自调节情况下，激波在内部区域完全支配声波，即使在外部半径处，激波仍然可以提供总压缩能量的$\sim40-50\%$。我们的研究结果表明，生产的声波是不是有效的，因为在以前的单次爆发模拟中发现的，因此声波耗散可能是一个次主导源的冷核心集群加热。
2022-03-17 astro-ph.HE
Morphology and Mach Number Distribution of Merger Shock Surfaces in Merging Galaxy Clusters
本文利用宇宙学流体动力学模拟研究主要并合事件在近心点后约1 Gyr的一对激波面，量化其形态、面积关系及不同权重马赫数分布，以解释射电遗迹X射线与射电观测马赫数差异。
2024-11-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Magnetic Fields, Relativistic Particles, and Shock Waves in Cluster Outskirts
直到现在，通过低频射电望远镜、高分辨率X射线卫星和伽马射线望远镜的长时间曝光，我们才开始了解星系团外围的物理学。在未来的几年里，Sunyaev-Zeldovich望远镜将为宇宙中这些特殊区域的等离子体物理提供进一步的深入了解。过去几年已经显示出巨大的进步与检测的冲击，估计磁场强度和约束的粒子加速效率。X射线观测揭示了星团外围的激波锋面，这使得人们可以推断出在这种极端环境下激波锋面的微物理结构。对星系团外围磁场和相对论粒子的最佳指示来自对所谓的射电遗迹的观测，射电遗迹是星系团边缘的百万分之一大小的射电辐射区域。由于它们的表面亮度很低，很难探测到，因此只有很少的物体是已知的。但它们提供了前所未有的证据，证明相对论粒子在激波前沿的加速，以及在远至星系团维里半径的地方存在μ G强度场。在这篇综述中，我们总结了观测和理论状态，我们的知识磁场，相对论粒子和激波在集群的外围。
2011-07-26 astro-ph.HE
Gamma-ray and Neutrino Emissions due to Cosmic-Ray Protons Accelerated at Intracluster Shocks in Galaxy Clusters
利用宇宙学结构形成模拟研究了星系团中无碰撞冲击加速的宇宙线质子。我们发现，在模拟团簇维里半径范围内的团簇内介质（ICM）中，只有$\sim7$ %的激波动能通量被期望加速CRp的激波耗散，即具有音速马赫数$M_s\ge2.25$的超临界准平行（$Q_\parallel$）激波.其余的耗散在亚临界冲击和准垂直冲击，这两个可能不会加速CRp。采用Ryu等人（2019）最近提出的扩散冲击加速（DSA）模型，我们量化了模拟集群中CRp的DSA。在$\sim(1-2)\times10^{-4}$中评估通过DSA转移到CRp的冲击动能的平均分数。我们还研究了通过再加速的CRp通过使用一个模型的基础上的测试粒子的解决方案。假设ICM等离子体在宇宙历史中平均经历三次激波，而CRp仅在超临界$Q_\parallel$ -激波处被再加速，则CRp谱的斜率增加了$\sim0.05-0.1$，CRp的总能量从再加速处增加了$\sim40-80$ %.然后，我们估计扩散$γ$ -射线和中微子的排放量，导致CRp和热质子之间的非弹性碰撞。预测的$γ$ -射线辐射模拟集群位于大多数低于上限所设置的费米-LAT观察到的集群。流向附近星系团的中微子通量将是冰立方通量的$\lesssim10^{-4}$（$E_ν=1$ PeV）和大气中微子通量的$\lesssim10^{-6}$（$E_ν\leq1$ TeV）。
2020-02-14 astro-ph.HE
Why are central radio relics so rare?
在本文中，我们解决的问题，为什么集群无线电遗迹，连接到冲击加速，所谓的无线电gischt，优先被发现在星系团的郊区。通过在宇宙学网格模拟中识别合并冲击波，我们探索了几种将冲击中耗散的能量与无线电波段中发射的能量联系起来的处方。在距星团中心100-200 kpc范围内，没有一个被调查的模型产生可探测的射电遗迹。所有模型在预计距离> 800千秒差距时都产生> 50%的可探测残留物辐射。由于简单的几何学原因，由沿着视线传播的冲击引起的中央射电遗迹是罕见的事件，它们具有低表面亮度，使它们对当前的仪器难以捕捉。我们的模拟结果表明，所观察到的文物的径向分布可以解释的径向趋势的耗散动能的冲击，增加与集群中心的距离，直到一半的维里半径。
2011-11-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining Cosmic Rays and Magnetic Fields in the Perseus Galaxy Cluster with TeV observations by the MAGIC telescopes
星系团今天正在聚集在最有活力的阶段，分层结构的形成，表现在强大的冲击，有助于大量的宇宙射线（CR）的能量密度。因此，预计集群是发光的伽马射线发射器，因为它们也作为额外的CR源，如活动星系核和超新星驱动的星系风的能量库。为了探测CR与周围星系团气体相互作用的伽马射线发射，我们进行了迄今为止最深的观测活动，目标是一个星系团在非常高能量的伽马射线和观察英仙座星系团与MAGIC切伦科夫望远镜的有效观测时间共约85小时。这一活动的结果是探测到了中央射电星系NGC 1275，其能量E > 100 GeV，具有非常陡峭的能谱。在这里，我们将我们的分析限制在能量E > 630 GeV，并且没有检测到显著的伽马射线过量。这将平均CR-热压力比限制为<= 1- 2%，这取决于CR排放的假设和模型。将这些伽马射线上限与宇宙学星系团模拟的预测（包括CR）进行比较，发现结构形成激波时的最大CR加速效率<50%。或者，这可能会争论不可忽略的CR运输过程，如CR流和扩散到外部集群区域。最后，假设英仙座射电微晕是由强子CR相互作用中产生的次级电子/正电子产生的，我们推导出了磁场分布的下限：假设星系团模拟所暗示的能量为TeV附近的E^-2.2，我们将中心磁场限制在> 4-9 microG，这取决于磁场强度向更大半径下降的速率。
2012-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Deep observation of the NGC 1275 region with MAGIC: search of diffuse gamma-ray emission from cosmic rays in the Perseus cluster
星系团被认为是宇宙射线（CR）的储存库，由于它们与星系团内介质的强子相互作用，CR应该产生弥散的伽马射线辐射。附近的英仙座冷核星团被认为是寻找这种发射的最有希望的目标，从2009年到2014年，MAGIC望远镜在非常高的能量（VHE，E>100 GeV）下观测了253小时。在第一阶段的观测中，星系团中央的主导星系NGC 1275和距离中心约0.6 $^\circ$的IC 310的活动核被探测为点状VHE伽马射线发射体。我们报告的NGC 1275光谱，这是很好地描述了幂律与$3.6\pm0.2_{stat}\pm0.2_{syst}$的光子指数之间的90 GeV和1.2 TeV的更新测量。我们没有检测到任何弥漫的伽马射线发射的集群，并设置严格的限制其CR人口。为了将CR空间和光谱分布上的不确定性进行分类，我们采用了不同的空间模板和幂律谱指数$α$。对于$α=2.2$，在团簇维里半径内的CR-热压力被约束为低于1- 2%，除非CR可以传播到团簇核心之外，从而产生更平坦的径向分布并将CR-热压力约束释放到<20%。假设观测到的英仙座射电小晕是由CR强子相互作用的次级电子产生的，我们可以推导出中心磁场的下限，$B_0$，这取决于CR分布。对于$α=2.2$，$B_0\gtrsim5-8 μ$ G，它低于从法拉第旋转测量推断的25 $μ$ G，而对于$α\lesssim2.1$，漫射射电辐射…
2016-02-09 astro-ph.HE
Probing the magnetic field at the cluster virial radius with volume-filling radio emission
本研究利用LOFAR低频超深射电图像结合X射线观测与数值模拟，探测了Abell 2255星系团维里半径处的磁场与相对论性电子分布，揭示了星系团外围动能向非热成分的高效转移。
2024-09-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Extended radio emission in and around the merging cluster A520 as seen by MeerKAT
U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）；National Radio Astronomy Observatory（国家射电天文台）；South African Radio Astronomy Observatory（南非射电天文台）；NASA/Goddard Space Flight Center（NASA/戈达德太空飞行中心）；INAF - Istituto di Radioastronomia（意大利国家天体物理研究所射电天文研究所）；Università di Roma Tor Vergata（罗马托维加塔大学）；INFN, Sezione di Roma 2, Università di Roma Tor Vergata（意大利国家核物理研究所罗马第二分部，罗马托维加塔大学）
本研究利用MeerKAT观测合并星系团A520，揭示其射电晕、射电尾、射电 relic及射电桥等延展射电辐射特征，为研究合并星系团的宇宙射线再加速等物理机制提供了关键观测证据。
2026-09-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Entire Virial Radius of the Fossil Cluster RXJ1159+5531: I. Gas Properties
先前对化石群/星系团RXJ 1159 +5531的分析表明，与其他冷核星系团相比，在维里半径（$R_{\rm vir}$）处的径向星系团内介质（ICM）熵分布与纯重力宇宙学模拟的预测一致。为了研究这些结果的一般性，我们提出了三个新的朱雀观测，结合北指向，提供完整的方位角覆盖到$R_{\rm vir}$。两个新的钱德拉ACIS-I观测重叠北朱雀指向，我们已经解决了$\gtrsim$ 50%的宇宙X射线背景。我们提出的ICM的密度，温度，熵，和压力的径向轮廓获得的四个方向。我们在$R_{\rm 200}$测量到的ICM特性在朱雀点之间只有适度的方位角散射：温度为7.6%，密度为8.6%，而系统误差可能很大。特别是，对于朱雀观测到的少数其他星系团，温度散射低于在$R_{\rm 200}$研究的温度散射。这些方位角测量证实了RXJ 1159 +5531是一个规则的高度弛豫系统。我们对RXJ 1159 +5531测量的表现良好的熵分布不赞成吸积激波的减弱作为其他冷核星系团中熵平坦化的解释，但与其他解释一致，如气体聚集，电子-离子非平衡，非热压力支持和宇宙射线加速。最后，我们提到RXJ 1159 +5531的大尺度星系密度分布似乎对其在$R_{\rm vir}$附近的气体性质影响不大。
2015-03-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Dynamically Driven, Universal Thermal Profile of Galaxy Groups and Clusters
大尺度结构，如星系群和星系团，表现出普遍的，几乎线性的熵径向轮廓$K(r)$。使用从文献中的16个集群和12个组，我们发现，$K\propto r^{0.96\pm0.01}$，符合平均幂律指数$(0.9\mbox{--}1.1)$以前的研究。冷却时间和自由下落时间之间的$τ\propto r^{0.72\pm0.01}$比率给出了类似的良好拟合。两个轮廓在小半径处稍微变平，因为$τ$变为阶单位。熵分布通常归因于自相似激波吸积（显示与数据不一致），非标准热传导，或湍流加热。我们认为，需要一个动力学机制来维持这样一个普遍的配置文件，无视的温度峰值在核心的边缘和在郊区的维里冲击，并强大的持续冷却，合并，和活动星系核（AGN）活动的存在。特别是，我们表明，这样的配置文件可以自然地获得在螺旋流，这是可能的基础上大多数星系聚集体根据无处不在的螺旋图案和冷锋观察。将两相螺旋流模型推广到维里半径，令人惊讶地再现了热分布。广义史瓦西准则表明，所观察到的螺旋图案必须涉及对流层，这可能会调节热剖面。
2015-09-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
