Всероссийская конференция

Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра




Ирина Журавлева

Чикагский университет

Подавленная вязкость межгалактического газа в скоплениях галактик
И.Журавлева, Е. Чуразов, А. Щекочихин, С. Аллен, А. Вихлинин, Н. Вернер

Процессы переноса, такие как вязкость и теплопроводность, в горячей межгалактической плазме в скоплениях галактик до сих пор малоизучены. В связи с этим, в космологических численных расчетах, такая плазма моделируется как гидродинамический газ, фокусируясь в основном на физику газа на больших пространственных масштабах. При этом, отклонения от гидродинамического описания неоднократно наблюдались (например, резкие скачки поверхностной яркости в холодных фронтах газа, свидетельствующие о подавленной теплопроводности). Используя глубокие наблюдения Чандры скопления галактик в созвездии Комы, мы измерили флуктуации газа в межгалактической среде вплоть до пространственных масштабов, которые сравнимы с Кулоновской длиной свободного пробега частиц, т.е. до масштабов, на которых процессы переноса обязаны проявляться, если гидродинамические модели правильно описывают плазму. Однако, сравнение с прямым численным моделированием гидродинамической турбулентности показало явное несогласие моделей и наблюдений, что, означает, что вязкость газа (во всем объеме скопления) как минимум на порядок меньше Спитцеровкой вязкости и частота столкновений частиц в плазме намного выше, чем частота Кулоновских столкновений, что возможно при наличии плазменных неустойчивостей в среде. Также, наши результаты показывают, что вязкость газа не препятствует развитию турбулентности на малых масштабах в межгалактической среде и численные моделирования с высоким числом Рейнольдса качественно более совместимы с наблюдениями, чем те, которые предполагают высокую Спитцеровскую вязкость.

Архив докладов