The evolution of magnetic fields in clusters of galaxies
Description
Although the observational knowledge base about the properties of magnetic fields in clusters of galaxies has significantly improved in recent years, our understanding of the evolution and influence of the magnetic fields is still limited. We present results from our study on the influence of cluster scale magnetic fields on the structure formation of clusters of galaxies and the evolution of the intra-cluster medium (ICM). The high-resolution simulations employ a self-consistent numerical setup, which includes gravity, cosmology, magnetohydrodynamics and radiative cooling. We find that during structure formation cosmological magnetic seed fields of the order of 10-11 to 10-9 G are amplified by up to six orders of magnitude, which is in good agreement with observations. Furthermore we find that merger shocks during the cluster formation can have a dispersive effect on the magnetic field in the cluster center, and the outgoing shock waves can lead to magnetic fields of the order of [mu]G even at distances of more than 1 Mpc from the center. We highlight this as a possible explanation for the faint or undetectable radio halos that can be observed together with strong radio relics. (author)
Availability note (English)
Available from Library of the University of Innsbruck, Innrain 50, 6020 Innsbruck (Austria)Abstract (German)
Obwohl sich unser Wissen ueber die Eigenschaften von Magnetfeldern in Galaxienhaufen in den letzten Jahren durch Beobachtungen stark verbessert hat, ist unser Verstaendnis der Evolution und des Einflusses dieser Felder noch immer sehr beschraenkt. Wir praesentieren die Resultate unserer Studie ueber den Einfluss magnetischer Felder auf die Strukturbildung und die Entwicklung des Intra-Cluster Mediums (ICM). Die hochaufgeloesten Simulationen benutzen selbstkonsistente numerische Methoden, welche Gravitation, Kosmologie, Magnetohydrodynamik und thermische Bremsstrahlung beschreiben. Wir koennen zeigen, dass schwache Magnetfelder mit 10-1 bis 10-9 G, welche schon im fruehen Universum bei Rotverschiebungen um 100 existieren, waehrend der Strukturbildung um bis zu sechs Groeßenordnungen verstaerkt werden, was sich mit den erwarteten Werten aus der Beobachtung deckt. Weiters ergibt sich, dass Schockwellen, die waehrend der Strukturbildung bei der Verschmelzung von Substrukturen entstehen, einen dispersiven Effekt auf das Magnetfeld in Galaxienhaufen haben kann, wobei die nach außen wandernden Schockfronten sogar noch mehr als 1 Mpc von Zentrum des Galaxienhaufens zu Magnetfeldern in der Groeßenordnung von [mu]G fuehren koennen. Wir fuehren dies als eine moegliche Erklaerung auf, weshalb in Galaxienhaufen mit starken Radio Relics nur sehr schwache oder gar keine Radio Halos detektiert werden koennen. (author)Additional details
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 82 p.
INIS
- Country of Publication
- Austria
- Country of Input or Organization
- Austria
- INIS RN
- 44016849
- Subject category
- S79: ASTROPHYSICS, COSMOLOGY AND ASTRONOMY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis, Non-conventional Literature
- Descriptors DEI
- COSMOLOGY; GALACTIC EVOLUTION; GALAXY CLUSTERS; GRAVITATION; MAGNETIC FIELDS; RADIATIVE COOLING; RADIOWAVE RADIATION
- Descriptors DEC
- COOLING; ELECTROMAGNETIC RADIATION; EVOLUTION; RADIATIONS