Охлаждающий поток - Cooling flow

А охлаждающий поток происходит согласно теории, что внутрикластерная среда (ICM) в центрах скопления галактик должны быстро охлаждаться со скоростью от десятков до тысяч солнечных масс в год.^[1] Это должно произойти, когда ICM (a плазма ) быстро теряет энергию из-за испускания Рентгеновские лучи. Рентгеновская яркость ICM пропорциональна квадрату его плотности, которая резко возрастает к центрам многих скоплений. Кроме того, температура обычно опускается до трети или половины от температуры на окраинах скопления. Типичная [прогнозируемая] шкала времени для остывания ICM относительно коротка, менее миллиарда лет. Как материал в центре кластера остывает, давление вышележащего ICM должно вызвать приток большего количества материала внутрь (охлаждающий поток).

В установившемся состоянии скорость массовое отложение, т.е. скорость, с которой плазма охлаждается, определяется выражением

${\displaystyle {\dot {M}}={\frac {2}{5}}{\frac {L\mu m}{kT}},}$

куда L является болометрическим (т.е. по всему спектру) яркость области охлаждения, Т это его температура, k это Постоянная Больцмана и мкм - средняя молекулярная масса.

Проблема с охлаждающим потоком

В настоящее время считается, что очень большое количество ожидаемого охлаждения на самом деле намного меньше, поскольку существует мало доказательств наличия холодного газа, излучающего рентгеновские лучи во многих из этих систем.^[2] Это проблема охлаждающего потока. Теории, объясняющие, почему существует мало свидетельств охлаждения, включают:^[3]

• Отопление центральное Активное ядро ​​галактики (AGN) в кластерах, возможно через звуковые волны (видно в Персей и Кластеры Девы )
• Теплопроводность тепла от внешних частей кластеров
• Космический луч обогрев
• Скрытие холодного газа путем поглощения материала
• Смешивание холодного газа с более горячим материалом

Нагрев с помощью AGN - самое популярное объяснение, поскольку они выделяют много энергии в течение своего срока службы, и некоторые из перечисленных альтернатив имеют теоретические проблемы.

Смотрите также

• Список статей по физике плазмы

Рекомендации

1. Фабиан, А.С. (1994). «Охлаждающие потоки в скоплениях галактик». Анну. Rev. Astron. Астрофизики. 32: 277–318. Дои:10.1146 / annurev.aa.32.090194.001425.
2. Peterson, J. R .; Kahn, S.M .; Paerels, F. B. S .; Kaastra, J. S .; Тамура, Т .; Bleeker, J. A. M .; Ferrigno, C .; Джерниган, Дж. Г. (10 июня 2003 г.). «Рентгеновские спектроскопические ограничения с высоким разрешением на модели охлаждающего потока для скоплений галактик». Астрофизический журнал. 590 (1): 207–224. arXiv:astro-ph / 0210662. Bibcode:2003ApJ ... 590..207P. Дои:10.1086/374830. ISSN  0004-637X.
3. Peterson, J.R .; Фабиан, A.C. (2006). «Рентгеновская спектроскопия остывающих кластеров». Отчеты по физике. 427 (1): 1–39. arXiv:astro-ph / 0512549. Bibcode:2006ФР ... 427 .... 1П. Дои:10.1016 / j.physrep.2005.12.007. ISSN  0370-1573.

дальнейшее чтение

• Цинь, Бо; У, Сян-Пин (19 июля 2001 г.). «Ограничения на взаимодействие между темной материей и барионами из охлаждающихся кластеров потока». Письма с физическими проверками. 87 (6): 061301. arXiv:astro-ph / 0106458. Bibcode:2001PhRvL..87f1301Q. Дои:10.1103 / Physrevlett.87.061301. ISSN  0031-9007. PMID  11497819.
• Чужой Леонид; Нуссер, Ади (10 июля 2006 г.). «Последствия короткодействующих взаимодействий между темной материей и протонами в скоплениях галактик». Астрофизический журнал. 645 (2): 950–954. arXiv:astro-ph / 0408184. Bibcode:2006ApJ ... 645..950C. Дои:10.1086/504505. ISSN  0004-637X.
• 5.7. Охлаждающие потоки и аккреция на КД (в рентгеновском излучении скоплений галактик. Саразин, 1988)