发现与北银极支和Loop I相关的非平衡电离等离子体

我们利用存档的$Suzaku$数据研究了北银极支（NPS）/Loop I的详细等离子体状态。在以往的研究中，X射线等离子体状态假设为碰撞电离平衡（CIE），但我们也假设非平衡电离（NEI）以更详细地检查等离子体状态。我们发现NPS/Loop I中的大部分等离子体倾向于NEI状态，其密度加权电离时标为$n_e t\sim10^{11-12}$ s cm$^{-3}$，电子数密度$n_e\sim$几个$\times 10^{-3}$ cm$^{-3}$。NPS/Loop I的等离子体激波年龄$t$，即激波前沿通过等离子体后经过的时间，估计为几个$\rm{Myr}$量级，这为整个NPS/Loop I结构的年龄设定了严格的下限。我们发现，NEI导致温度显著升高，发射测量值低于当前在CIE假设下推导的值。在NEI下，电子温度在$\Delta\theta=-20^\circ$处最亮的X射线NPS脊线上估计高达0.5 keV，在$-10^\circ$处降至0.3 keV，然后在$\Delta\theta\sim0^\circ$处Loop I的外边缘再次升至$\sim 0.6$ keV，约为当前估计温度的两倍。这里，$\Delta \theta$是距Loop I外边缘的角距离。我们讨论了引入NEI对天体物理现象中等离子体状态研究的意义。