脉冲星风终止激波中的电子加速：蟹状星云γ射线耀斑的应用

AGILE 和 Fermi-LAT 观测到的蟹状星云 γ 射线耀斑达到 GeV 能量并持续数天，这挑战了脉冲星风星云中粒子加速的标准模型，因为辐射电子的能量超过了同步辐射的经典辐射反作用极限。先前的建模表明，如果电子经历静电加速，则可以超过同步辐射极限，但由此产生的谱与数据并不非常吻合。因此，关于耀斑期间发生的详细粒子加速和发射过程仍有一些重要未解问题。我们使用一种新的分析方法重新审视该问题，该方法基于一个电子输运方程，其中包含描述静电加速、随机波粒加速、激波加速、同步辐射损失和粒子逃逸的项。获得了电子分布的确切解，用于计算相关的 γ 射线同步辐射谱。我们发现，在我们的模型中，γ 射线耀斑主要由静电加速驱动，但随机加速和激波加速的贡献在产生观测到的谱形中起着重要作用。我们的模型可以再现所有 Fermi-LAT 和 AGILE 蟹状星云耀斑的谱，使用与多波长观测约束一致的磁场强度。我们还计算了加速电子在逃逸到脉冲星风终止激波下游区域后所产生的同步辐射余辉的谱和持续时间。余辉预计在 γ 射线耀斑之后约三周内逐渐消退。