SN 1987A 中重离子的无碰撞激波加热
高能天体物理现象
2019-01-30 v1
摘要
各种尺度的天体物理激波，从日球层中的激波到宇宙学激波波前，通常都是“无碰撞”的，因为其跳跃区厚度远小于碰撞平均自由程。在这些跳跃区两侧，电子、质子和离子预期被加热到不同温度。超新星遗迹（SNR）由于其明亮的后激波辐射和快速激波而成为研究无碰撞过程的理想目标。尽管对年轻 SNR 中 Balmer 主导激波的光学观测表明后激波质子温度高于电子温度，但后激波温度对粒子质量的实际依赖关系仍被广泛争论。我们通过分析钱德拉 X 射线望远镜对最年轻的邻近超新星遗迹 SN 1987A 的深多历元高分辨率观测来解决这一长期问题。我们引入了一种新颖的数据分析方法，通过将观测光谱与专门的完整 3-D 流体动力学模拟密切比对来研究。该模拟能够自洽地同时重现多种离子谱线的整体展宽。因此，我们可以通过模型与观测的比较来测量质子及选定离子的后激波温度。通过发现离子与质子温度之比始终显著大于一且随离子质量在宽泛的质量和激波参数范围内线性增加，我们获得了关于碰撞激波中加热过程的信息。
引用
@article{arxiv.1901.10336,
title = {Collisionless shock heating of heavy ions in SN 1987A},
author = {Marco Miceli and Salvatore Orlando and David N. Burrows and Kari A. Frank and Costanza Argiroffi and Fabio Reale and Giovanni Peres and Oleh Petruk and Fabrizio Bocchino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.10336},
year = {2019}
}
备注
The final version of this manuscript (including Methods) is published in Nature Astronomy and is publicly available at this link: https://rdcu.be/bhO7Z