天体物理学 > 高能天体物理现象
[提交于 2025年7月24日
]
标题: 宇宙射线伪装成冷核心:冷核心簇辐射的逆康普顿起源
标题: Cosmic Rays Masquerading as Cool Cores: An Inverse-Compton Origin for Cool Core Cluster Emission
摘要: X射线明亮的冷却核心(CC)团块包含发光的无线电源,在极高的速率下加速宇宙射线(CR)电子。 在加速区域附近,高能电子产生同步辐射(微型)晕和有时可观察到的伽马射线,但这些电子寿命很短,因此无法远离源地传播,除非得到某种再生。 然而,低能 (~0.1-1 GeV)CR应能存活超过Gyr,可能在通过逆康普顿(IC)散射CMB光子损失能量至keV X射线能量之前,达到~100 kpc,具有显著的热X射线谱。 在星系团/群中,这将类似于星系团核心相对“冷”的气体(即。 CCs)。 在低质量(例如。 银河系/M31)晕中,类似的CR IC辐射将表现为外层CGM半径处的热(超virial)气体,解释了最近的弥漫X射线观测结果。 我们表明,对于合理的(无线电/伽马射线观测到的)电子注入速率,CR-IC辐射可能对CC中的X射线表面亮度(SB)有显著贡献,这意味着CC气体密度可能被高估,并缓解了冷却流问题。 CC团块中弥漫X射线辐射的显著IC贡献也解释了X射线“冷却光度”与AGN/腔室/喷流功率之间的紧密相关性,因为明显的CC辐射本身是由无线电源驱动的。 比较CC中$\ll 100$ kpc处观测到的Sunyaev Zeldovich效应与X射线推导的压力代表了对该情景的干净测试,现有数据似乎支持显著的CR-IC。 显著的IC贡献还意味着, X射线推导的气相金属丰度在CC中被低估了,可能解释了附近CC中心~10 kpc范围内X射线(亚太阳)与光学/紫外 (超太阳)观测金属丰度之间的差异。 我们还讨论了该模型与观测到的团块中多相气体的联系。
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