Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > astro-ph > arXiv:2507.18712

帮助 | 高级搜索

天体物理学 > 高能天体物理现象

arXiv:2507.18712 (astro-ph)
[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

Authors:Philip F. Hopkins, Eliot Quataert, Emily M. Silich, Jack Sayers, Sam B. Ponnada, Isabel S. Sands
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。
摘要: X-ray bright cool-core (CC) clusters contain luminous radio sources accelerating cosmic ray (CR) leptons at prodigious rates. Near the acceleration region, high-energy leptons produce synchrotron (mini)halos and sometimes observable gamma rays, but these leptons have short lifetimes and so cannot propagate far from sources without some rejuvenation. However, low-energy (~0.1-1 GeV) CRs should survive for >Gyr, potentially reaching ~100 kpc before losing energy via inverse-Compton (IC) scattering of CMB photons to keV X-ray energies, with remarkably thermal X-ray spectra. In groups/clusters, this will appear similar to relatively 'cool' gas in cluster cores (i.e. CCs). In lower-mass (e.g. Milky Way/M31) halos, analogous CR IC emission will appear as hot (super-virial) gas at outer CGM radii, explaining recent diffuse X-ray observations. We show that for plausible (radio/gamma-ray observed) lepton injection rates, the CR-IC emission could contribute significantly to the X-ray surface brightness (SB) in CCs, implying that CC gas densities may have been overestimated and alleviating the cooling flow problem. A significant IC contribution to diffuse X-ray emission in CC clusters also explains the tight correlation between the X-ray 'cooling luminosity' and AGN/cavity/jet power, because the apparent CC emission is itself driven by the radio source. Comparing observed Sunyaev Zeldovich to X-ray inferred pressures at $\ll 100$ kpc in CCs represents a clean test of this scenario, and existing data appears to favor significant CR-IC. A significant IC contribution also implies that X-ray inferred gas-phase metallicities have been underestimated in CCs, potentially explaining the discrepancy between X-ray (sub-Solar) and optical/UV (super-Solar) observed metallicities in the central ~10 kpc of nearby CCs. We also discuss the model's connection to observations of multiphase gas in clusters.
评论: 12页,8张图。已提交至《天体物理学开放期刊》。欢迎提出意见
主题: 高能天体物理现象 (astro-ph.HE) ; 宇宙学与非星系天体物理学 (astro-ph.CO); 星系的天体物理学 (astro-ph.GA)
引用方式: arXiv:2507.18712 [astro-ph.HE]
  (或者 arXiv:2507.18712v1 [astro-ph.HE] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.18712
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Philip Hopkins [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 7 月 24 日 18:01:10 UTC (1,369 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
astro-ph.HE
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
astro-ph
astro-ph.CO
astro-ph.GA

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号