中文

不同上游磁场取向下无碰撞激波中电子加速的原位比较

高能天体物理现象 2017-08-02 v1

摘要

银河系宇宙线起源的一个主流解释是年轻超新星遗迹周围无碰撞等离子体中的高马赫数激波处的加速。对此的证据来自被认为与这些激波处超相对论电子相关的多波长非热辐射。然而,电子加速过程对上游磁场相对于激波前沿局部法线方向(准平行/准垂直)的取向的依赖性尚存争议。卡西尼号航天器在土星弓激波处的观测揭示了准垂直条件下电子加速的实例,以及准平行激波处电子加速的首个原位证据。本文利用卡西尼号数据,首次对这些不同上游磁场机制下局地加速电子的能谱进行比较。我们给出了2008年3月8日准垂直激波穿越和2007年2月3日准平行激波穿越期间所获取的数据,强调两者均与至少达到MeV能量的电子加速相关。准垂直穿越的磁信号具有相对尖锐的上游-下游过渡,并在过渡附近及紧邻下游探测到高能电子。准平行穿越的磁过渡较不清晰,在上游和下游均遇到高能电子,且电子能谱在~100 keV以上更硬。我们讨论了每种情况下的加速是否与扩散激波加速理论一致,并认为准平行能谱断裂是由于电子与短尺度大振幅磁结构之间能量依赖的相互作用所致。

关键词

引用

@article{arxiv.1705.11096,
  title  = {An in situ comparison of electron acceleration at collisionless shocks under differing upstream magnetic field orientations},
  author = {A. Masters and A. H. Sulaiman and Ł. Stawarz and B. Reville and N. Sergis and M. Fujimoto and D. Burgess and A. J. Coates and M. K. Dougherty},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1705.11096},
  year   = {2017}
}

备注

23 pages, 4 figures. Accepted for publication in ApJ