相对论性电子在随机磁场中运动产生的新型辐射谱

我们数值计算了在高能天体物理源中预期存在的小尺度湍流磁场中运动的相对论性电子的辐射谱。该辐射谱由强度参数$a = \lambda_{B} e|B|/mc^2$表征，其中$\lambda_{B}$是湍流场的长度尺度。当$a$远大于辐射电子的洛伦兹因子$\gamma$时，表现为同步辐射；而$a \ll 1$对应于所谓的抖动辐射区。由于在$1<a<\gamma$时两种近似均不适用，我们必须借助Lienard-Wiechert势来计算辐射谱，这正是本文所做的工作。我们假设Kolmogorov湍流生成随机磁场，注入单能电子，求解运动方程并计算辐射谱。我们对$\gamma = 10$时$a$的几个取值进行了数值计算，得到了从抖动辐射到同步辐射之间的各种谱型。当$a \sim 7$时，谱型呈现出一种迄今未被注意到的新形状：在中能区类似同步辐射谱，但在低频区为折线幂律谱，而在高频区，在同步辐射截断之外出现了一个额外的幂律分量。我们对这些特征给出了物理解释。