超新星遗迹激波扫过的多相星际介质中宇宙射线的扩散
高能天体物理现象
2015-08-26 v1
摘要
超新星遗迹(SNRs)是能量最高的天体物理事件之一，并被认为是银河系宇宙射线(CRs)的主要来源。最近来自 Fermi 卫星的观测报告在 SNRs 的伽马射线能谱中显示了π介子衰变的信号。这提供了高能质子在 SNRs 中被加速的有力证据。π介子衰变的实际伽马射线发射应取决于 CRs 在星际介质中的扩散。为了定量分析高能 CRs 从加速点的扩散，我们利用被激波扫过的星际介质的三维磁流体动力学(MHD)模拟，对 CR 质子进行了测试粒子数值模拟。我们在模拟的 SNR 中以几 pc 量级的长度尺度分析了 CRs 的扩散，发现 CRs 的扩散精确地由 Bohm 扩散描述，这对于真实星际介质中至少能量高于 30 TeV 的粒子的有效加速是必需的。尽管我们在模拟中发现了超扩散过程（行进距离正比于 t^0.75）的可能性，但其对 SNR 中湍流长度尺度上的 CR 扩散的影响是有限的。
引用
@article{arxiv.1506.04893,
title = {Diffusion of Cosmic Rays in a Multiphase Interstellar Medium Swept-Up by a Supernova Remnant Blast Wave},
author = {Soonyoung Roh and Shu-ichiro Inutsuka and Tsuyoshi Inoue},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.04893},
year = {2015}
}
备注
20 pages, 4 tables, 10 figures