包含高效粒子加速的年轻超新星遗迹热 X 射线辐射的 3D 模拟
高能天体物理现象
2015-06-11 v1
摘要
超新星遗迹（SNRs）被认为是银河宇宙射线的主要贡献者。对 SNRs 非热辐射的探测证明了高能粒子的存在，但质子和其他离子的直接特征仍然难以捉摸。如果这些粒子获得了爆炸能量的可观部分，SNR 的形态和光谱演化必然会发生改变。为了评估这一点，我们运行了耦合非线性加速模型的遗迹 3D 流体动力学模拟。我们获得了受接触不连续处的 Rayleigh-Taylor 流体动力学不稳定性以及前向激波处粒子反作用影响的激波结构的时间演化。随后，我们计算了等离子体的渐进温度平衡和非平衡电离态，以及每个单元的热辐射。这使我们能够生成来自 SNRs 的投影 X 射线辐射的首个逼真合成图。等离子体条件（温度、电离年龄）在 SNR 的投影表面上可能有很大差异，特别是在由于成分不同而导致的抛射物与环境介质之间。这证明了对空间分辨光谱的需求。我们发现，随着粒子反作用的增强，积分辐射会减少，这种效应在最高光子能量下更为显著。因此，对应于不同发射元素的不同能带，探测到了粒子加速影响的不同水平。我们的工作为利用当前 X 射线任务（Chandra、XMM-Newton、Suzaku）和即将推出的 X 射线任务（如 Astro-H）解释 SNR 观测提供了框架。
引用
@article{arxiv.1210.0085,
title = {3D Simulations of the Thermal X-ray Emission from Young Supernova Remnants Including Efficient Particle Acceleration},
author = {Gilles Ferrand and Anne Decourchelle and Samar Safi-Harb},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.0085},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in ApJ. Figures quality has been reduced for the arXiv