通用银河系风终止激波族对宇宙射线的加速
高能天体物理现象
2017-01-25 v2
摘要
宇宙射线（CR）能谱中有两个明显的拐折：位于 eV 附近的所谓“膝”和位于 eV 附近的所谓“踝”。超新星遗迹（SNR）激波前的扩散激波加速（DSA）被认为能将银河系宇宙射线加速到膝以下的能量，而能量超过踝的宇宙射线则被假定为河外起源。能量在 到 eV 之间的宇宙射线，我们称之为“胫”（shin），其起源未知。有观点认为，银河系风终止激波处的DSA（而非SNR激波处）可能将这些宇宙射线加速到上述能量。本文利用 Bustard 等人（2016）的银河系风模型，分析银河系风终止激波是否能在合理的加速时间内将宇宙射线加速到胫能区，以及这些宇宙射线随后能否扩散回星系。我们认为加速时间尺度在 100 Myr 量级，而非某些先前工作假设的几十亿年，并讨论了激波前磁场放大的前景。最终，我们宽泛地假设磁场被放大到均分（equipartition）。这一形式体系使我们获得了适用于任何风模型的宇宙射线加速解析公式。即便在宽泛的假设下，我们发现要建立起加速超过 eV 所需的条件，需要极高的风速。我们还估算了由外流终止激波加速的宇宙射线的光度，包括对银河系风的估算。
引用
@article{arxiv.1610.06565,
title = {Cosmic Ray Acceleration by a Versatile Family of Galactic Wind Termination Shocks},
author = {Chad Bustard and Ellen G. Zweibel and Cory Cotter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.06565},
year = {2017}
}
备注
14 pages, 7 figures, accepted for publication in ApJ