Новый метод моделирования межгалактических магнитных полей улучшит мультимессенджерную астрофизику

Международная группа астрофизиков опубликовала результаты моделирования межгалактических магнитных полей (IGMF) в рамках проекта SLOW (Simulating the LOcal Web). Работа направлена на решение ключевой проблемы астрофизики частиц — понимание распространения сверхвысокоэнергетических космических лучей и гамма-лучей.

Авторы проанализировали модели IGMF, полученные из космологической симуляции SLOW с ограниченными начальными условиями, а также набор масштабированных моделей. Для улучшения точности они разработали алгоритм, определяющий «идеальное положение» для галактик, лежащих ниже предела разрешения начальных условий. Это позволяет точнее извлекать магнитные поля вдоль луча зрения к удалённым источникам.

Результаты показали, что модели охватывают широкий диапазон параметров заполнения и плотности электронов в филаментах, сходясь в ядрах скоплений галактик. Симулированное поле SLOW лучше всего согласуется с IGMF, полученными из электромагнитных гамма-каскадов — наблюдений вторичного излучения от космических лучей.

Как отмечается в статье, использование нового алгоритма значительно повышает точность моделей, что может принести пользу мультимессенджерным исследованиям — одновременному анализу сигналов от различных космических частиц и волн. Кроме того, обнаруженный «дрейф крупномасштабной структуры» симулированных скоплений может стать способом уточнения начальных условий самой симуляции.

Работа опубликована на сервере arXiv и будет представлена в рецензируемом журнале. Предложенные модели уже доступны астрофизическому сообществу для использования в анализе данных обсерваторий, таких как Pierre Auger, Telescope Array и будущих установок.