蟹状星云中X射线辐射电子的加速

我们通过在预设的磁场和流场模型中积分轨迹，研究了条纹脉冲星风终端激波处的粒子加速。激波面上的漂移运动使电子或正电子在靠近脉冲星赤道平面的环形区域内保持“Speiser”轨道，使它们能够通过一阶Fermi机制被加速到极高能量。由此产生幂律谱：$dN_{\rm e}/d\gamma\propto\gamma^{\alpha_{\rm e}}$，其中 $\alpha_{\rm e}$ 位于 $-1.8$ 到 $-2.4$ 范围内，并取决于下游湍流水平。对于足够强的湍流，我们发现 $\alpha_{\rm e} \simeq -2.2$，并且可以重现由NuSTAR测量的蟹状星云 $1-100$ keV X射线的光子指数和通量。粒子谱在较低湍流水平下硬化至 $\alpha_{\rm e} \simeq -1.8$，这可能解释了Chandra X射线天文台在星云中心区域观测到的硬光子指数。