经典新星中激波相互作用与γ射线发射的统一模型

我们提出了一个参数化（“玩具”）模型，用于描述经典新星中的激波相互作用与γ射线发射。在该模型中，质量为$M_{\rm env}$的白矮星包层在一个时间尺度$\tau$（与新星速度等级$t_{2}$成正比）内被移除，并以相同的加速时间尺度达到终端速度$v_{\rm f}$。当外流与早期释放的较慢物质形成的薄而致密的壳层碰撞时，会产生反向激波，粒子在此处被加速。加速后的质子随后被平流输运进入壳层，在典型的${ M_{\rm env}, \tau, \text{和 } v_{\rm f}}$参数下，它们在量热极限内辐射，这与在采样充分的新星中观测到的光学与γ射线发射的相关性一致。基于类似Hillas的论证，最大质子能量与热的后激波区域的厚度成比例。近期研究表明，热后激波气体与较冷致密气体的湍流混合可能将这一厚度限制在激波半径的$\lesssim 10^{-4}$，从而解释了低X射线光度。利用这一经验驱动的厚度，并假设有效的磁场放大，我们预测最大质子能量$E_{\rm max} \sim 10$ GeV，这与费米望远镜探测到的新星在光学峰值附近（$\sim \tau$）的γ射线谱一致。然而，随着激波和后激波层的膨胀，$E_{\rm max}$可以在几个$\tau$的时间尺度上增长到$\gtrsim 10$ TeV，从而使得大气切伦科夫望远镜有可能探测到。我们鼓励在光学/GeV峰值后数周至数月内，对费米望远镜探测到的新星进行TeV波段的后续观测，并量化最有希望的事件。