同步辐射冷却与对产生对无碰撞相对论性磁重联的影响

在相对论性磁重联中加速的非热粒子所产生的高能辐射被认为在许多天体物理系统中十分重要，范围从耀变体喷流、黑洞吸积盘日冕到脉冲星与磁星耀发。这些系统中存在大量高能光子（>MeV）可使双光子对产生（γγ→e⁻e⁺）成为等离子体的额外粒子来源，并影响这些天体的辐射特性。我们给出新颖的粒子模拟（particle-in-cell）结果，其同时追踪辐射出的同步辐射光子与产生的电子对，借此研究对等离子体中二维重联电流片的演化。电流片中被加速粒子的同步辐射在上游产生热的次级对，后者随后被平流进入电流片并在其中被再加速从而产生更多光子。在光学薄 regime 下，当大部分辐射不受扰动地离开上游时，该过程自调节且仅依赖于背景磁场与光子对产生的光学深度。额外的等离子体加载也影响重联的性质。我们研究倍数高达数百的次级等离子体流入如何通过降低等离子体的有效磁化率来抑制加速，从而减小高能光子能谱截断。这为脉冲星中观测到的伽马射线截断对光柱处磁场的弱依赖性提供了解释。