大质量星系团弥散辐射研究
2021-10-15谢雨杉何梦钒毛羽丰陕欢源
天文学进展 2021年3期
谢雨杉,何梦钒,毛羽丰,郑 倩,陕欢源,3,郭 铨
(1.中国科学院 国家天文台,北京 100101;2.中国科学院 上海天文台,上海 200030;3.中国科学院大学,北京 100049;4.中国科学院 前沿科学与教育局,北京 100864)
1 引言
星系团由成百上千个星系和弥漫在其中的星系团际介质构成,是宇宙中最大的引力自束缚系统。当宇宙射线和质子穿过星系团磁场获得加速时,产生弥散分布的射电同步辐射在星系团中以两种可能的形式存在:在中心区域的射电晕,或是分布在外围的射电遗迹。两种射电弥散源的产生与星系团的动力学过程,特别是星系团之间的并合有关:射电晕通常被认为是星系团中心湍流运动的结果[1],而射电遗迹则是星系团并合过程中产生低马赫数的激波在星系团际介质中传播生成的产物[2]。
星系团中的弥散射电辐射频谱非常陡,其谱指数α(S≈να)通常在−2.3~−1.0 范围内。这样的频谱特征使得射电信号在高频段明显减弱,而在低频段的观测较容易实现,因此低频射电波段是研究星系团中射电弥散辐射的重要波段。尽管当前已经在星系团中观测到非常多的射电晕和射电遗迹,但是在一个比较宽的频率范围内(几百MHz 至GHz)对它们的频谱分布性质研究得并不多。对单个星系团在射电频率范围内观测以及研究其光谱性质,如后发座星系团(Coma Cluster),A521,A3562[3],有助于推进对射电晕和射电遗迹的相关研究,帮助理解星系团在并合过程中的物理机制,最终更好地理解星系团,以及宇宙的形成与演化过程。……
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