如何将超新星转化为 PeVatron

背景。确定哪些银河宇宙射线源可加速粒子至宇宙谱的肩部（约几 PeV）尤为重要，尤其是探讨超新星残骸是否可能贡献其中。在当前模型中，极其年轻的超新星残骸假设其周围介质由光滑、自由膨胀的风组成。但存在强有力证据表明，某些超新星膨胀至密集的周围介质，包括在爆炸前短暂喷发后抛出的致密壳层。目的。我们探讨致密周围介质壳层对超新星冲击波在爆炸后前几年内粒子加速的影响，以量化此类超新星是否可能成为 PeVatron。方法。我们使用pi code模型化Luminous Blue Variables（LBV）周围的周围介质，其在一次喷发事件中质量流失率可达每年2太阳质量。随后，我们在时域依赖的加速代码RATPaC中进行球对称1维仿真，同时求解宇宙射线、磁性湍流以及热等离子体流动的传输方程，采用试粒子极限。结果。我们发现，与周围介质壳层的相互作用可显著提升最大能量，通过增强冲击波-壳层相互作用初期的粒子逸出，随后在经预扰放场的介质中重新加速。早期相互作用提升最大能量的程度更大，爆炸后5个月内的相互作用可将Emax提升至超过1 PeV。