星际介质中垂直于激波面的宇宙线逃逸研究
高能天体物理现象
2021-11-03 v2
摘要
我们研究了星际介质（ISM）中球形激波的垂直激波区域的逃逸过程。超新星遗迹（SNRs）垂直激波中的扩散激波加速有望在上游磁场无放大的情况下将宇宙线（CRs）加速至 PeV 尺度。我们估算了受垂直激波区域逃逸限制的最大能量。通过测试粒子模拟，我们确认了该理论估算，表明对于典型 Ia 型超新星遗迹，垂直激波中逃逸限制的最大能量为几十 TeV。因此，为使 ISM 中的 SNRs 将 CRs 加速至 PeV 尺度，需要上游磁场放大。几十 TeV 的特征能量尺度可能是近期直接宇宙线观测所报道的 10 TeV 附近能谱拐折的起源。此外，我们表明在自由膨胀阶段，快速垂直激波加速作用于整个激波表面约 20% 的区域，该区域大于超光速激波区域的大小。我们还讨论了宇宙线电子从垂直激波的逃逸。
引用
@article{arxiv.2107.05820,
title = {Escape of cosmic rays from perpendicular shocks in the interstellar magnetic field},
author = {Shoma F. Kamijima and Yutaka Ohira},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.05820},
year = {2021}
}
备注
9 pages, 4 figures, accepted for publication in PRD