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宇宙射线成分异常:基于质荷比的解释

高能天体物理现象 2017-07-11 v1

摘要

银河宇宙射线 (CR) 的高精度光谱测量揭示了我们对不同 CR 元素如何从超新星环境中提取并在其激波中进一步加速的理解存在不足。比较具有不同质荷比的加速粒子光谱是研究粒子注入到扩散激波加速 (DSA) 物理过程的有力工具。近期 AMS-02 展示的 He/pp、C/pp 和 O/pp 刚度光谱的相似性提供了新的证据,表明注入是一个依赖于质荷比的过程。我们进行了无碰撞激波的混合模拟,并分析了 pp 和 He2+^{2+} 的联合注入及其产生的上游波。由此推论,我们的结果同样适用于完全电离的 C 和 O 离子,因为它们具有相似的质荷比。通过将模拟获得的 pp 和 He 的时间依赖注入率与超新星遗迹 (SNRs) 活跃寿命期间逐渐减弱的激波强度进行卷积,我们生成了 pp 和 He 的积分 SNR 光谱。这些光谱与 AMS-02 和 Pamela 数据以及早期的理论预测一致。因此,我们对元素异常的解释内在于无碰撞激波机制,不需要额外的假设,例如来自多个不同 SNRs 的贡献、其不均匀的环境或来自晶粒的加速。

关键词

引用

@article{arxiv.1707.02744,
  title  = {Anomalies in Cosmic Ray Composition: Explanation Based on Mass to Charge Ratio},
  author = {Adrian Hanusch and Tatyana Liseykina and Mikhail Malkov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1707.02744},
  year   = {2017}
}