[論文レビュー] The magnetic field in the Coma cluster

L. Feretti, D. Dallacasa+2 more|ArXiv.org|Apr 19, 1995

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用数 13

ひとこと要約

この論文は、コマ銀河団の放射銀河 NGC4869 からの偏光データを分析して、磁場構造を推定する。回転測定値の揺らぎを用いて、1 kpc未満のスケールで約8.5 μGのねじれ磁場が存在することを発見した。これは等分配値よりも著しく強く、コマ C が等分配状態にないことを示唆し、効率的な電子再加速が必要であることを意味する。これはおそらく銀河団合体プロセスによって駆動されている。

ABSTRACT

The polarization data of the radio galaxy NGC4869, belonging to the Coma cluster and located in its central region, allow us to obtain information on the structure of magnetic field associated with the cluster itself. A magnetic field of $\sim$ 8.5 $μ$G, tangled on scales of the order of less than 1 kpc, is required to explain the observed fluctuations of the rotation measure. This magnetic field is more than one order of magnitude stronger than the equipartition value obtained for Coma C. This implies that the halo source Coma C may not be at the equipartition. Moreover, the need of efficient reacceleration mechanisms for the electrons radiating in Coma C is stronger. The energy supply to the Coma C radiating electrons is probably provided by the cluster merger process.

研究の動機と目的

• NGC4869からの偏光データを用いて、コマ銀河団における磁場構造を特定すること。
• ハロ源であるコマ C が磁場と等分配状態にあるかどうかを評価すること。
• 相対論的電子のエネルギー源および再加速メカニズムを調査すること。
• 銀河団合体プロセスが磁場および粒子集団の維持に果たす役割を評価すること。

提案手法

• コマ銀河団内の NGC4869 の偏光電波放射からの回転測定値（RM）揺らぎを分析する。
• RMの変動を用いて、小スケールでの磁場の強さと空間的構造を推定する。
• 導出された磁場強度を、コマ C に対して推定された等分配値と比較する。
• 電子エネルギー分布および再加速の理論的モデルを適用し、観測と整合するかを評価する。
• 銀河団合体プロセスを、電子再加速のエネルギー源として妥当なものとみなす。
• RM揺らぎの統計的解析を用いて、磁場の幾何構造とコher-エンススケールを制約する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 コマ銀河団の中心部における磁場の強さと空間的構造は何か？
• RQ2 観測されたRM揺らぎに基づいて、ハロ源コマ C は磁場と等分配状態にあるか？
• RQ3 コマ C の相対論的電子のエネルギーを維持するために必要なメカニズムは何か？
• RQ4 銀河団合体プロセスは、磁場増幅および電子再加速にどのように寄与するか？
• RQ5 RMの変動から推定されるコマ銀河団の磁場のコher-エンススケールは何か？

主な発見

• 観測された NGC4869 の回転測定値の揺らぎを説明するには、約8.5 μG の磁場が必要である。
• この磁場は1 kpc未満のスケールでねじれ構造を示しており、不規則で小スケールの構造であることを示している。
• この磁場強度は、コマ C の等分配値を10倍以上も上回っている。
• この差異は、コマ C が等分配状態にないことを示唆し、相対論的電子の強力な再加速メカニズムが不可欠であることを意味する。
• コマ C の放射電子のエネルギー供給は、おそらく銀河団合体プロセスによって駆動されている。
• 結果から、効率的な電子再加速が、コマ C の観測された電波放射を維持するために不可欠であることが示唆される。