碰撞风双星三维流体动力学模型中的高能粒子输运

双星系统中的大质量恒星（如 WR140、WR147 或 $\eta$ Carinae）长期以来被视为潜在的高能 $\gamma$射线源。人们认为辐射产生于恒星风碰撞并产生相对论性粒子的区域，这些粒子随后可能发射 $\gamma$射线。详细的数值流体动力学模拟已经揭示了风碰撞区 (WCR) 的复杂动力学，而独立的解析研究尽管对 WCR 的描述较为简化，但也阐明了带电粒子的能谱。在本文中，我们描述了这两种方法的结合。我们提出了一个用于碰撞恒星风的三维流体动力学模型，并计算了所得 WCR 结构中相对论性粒子的谱能量分布。我们模型的流体动力学部分包含了风的线驱动加速、引力、轨道运动以及激波等离子体的辐射冷却。在对带电粒子的处理中，我们考虑了 WCR 中的扩散激波加速，以及随后通过逆康普顿损耗（包括 Klein-Nishina 效应）、轫致辐射、碰撞和其他能量损失机制进行的冷却。