Details

Данная работа посвящена моделированию радиоизлучения от галактических скоплений Westerlund 1, Westerlund 2, NGC 3603, Westerhout 43, Arches и Quintuplet Cluster. Молодые массивные звездные скопления (ММЗС) рассматриваются как потенциальные эффективные ускорители космических лучей. Наблюдения в широком спектральном диапазоне таких скоплений выявили наличие нетеплового излучения. Проведен спектральный анализ выявил в ядрах скоплений Westerlund 1, Westerlund 2, NGC 3603 и Arches протяжённые области с отрицательными значениями спектрального индекса, что свидетельствует о присутствии синхротронного излучения. Для интерпретации наблюдений разработана самосогласованная численная модель радиоизлучения, основанная на трёхмерных МГД-расчётах. Модель включает в себя расчёт диффузной тепловой компоненты, теплового излучения индивидуальных звёздных ветров, диффузной синхротронной компоненты, а также синхротронного излучения от двойных систем. В работе представлены результаты моделирования радиоизлучения для конфигурации, адаптированной к условиям скопления Arches. В расчетах учтён вклад двойных систем, поток от которых нормировался на наблюдательные данные. Согласование модельного спектра с наблюдательным потоком достигнуто путём подбора времени удержания релятивистских электронов. Для достижения данных результатов в работе использовались данные проектов: SARAO MeerKAT 1.3 GHz Galactic Plane Survey и MeerKAT Galactic Center Mosaic, а также Python-библиотеки naima и pyPLUTO.

This work is devoted to modeling radio emissions from the galactic clusters Westerlund 1, Westerlund 2, NGC 3603, Westerhout 43, Arches and Quintuplet Cluster. Young massive star clusters (YMSC) are considered as potential effective accelerators of cosmic rays. Observations in a wide spectral range of such clusters revealed the presence of non-thermal radiation. Spectral analysis revealed extended regions with negative spectral index values in the nuclei of clusters Westerlund 1, Westerlund 2, NGC 3603 and Arches, which indicates the presence of synchrotron radiation. A self-consistent numerical model of radio emission based on three-dimensional MHD calculations has been developed to interpret the observations. The model includes calculations of the diffuse thermal component, the thermal radiation of individual stellar winds, the diffuse synchrotron component, as well as synchrotron radiation from binary systems. The paper presents the results of radio emission modeling for a configuration adapted to the Arches cluster conditions. The calculations take into account the contribution of binary systems, the flow from which was normalized to observational data. The alignment of the model spectrum with the observational flow is achieved by selecting the retention time of relativistic electrons. To achieve these results, the following project data was used in the work: SARAO MeerKAT 1.3 GHz Galactic Plane Survey and MeerKAT Galactic Center Mosaic, as well as Python libraries naima and pyPLUTO.