基于扩散激波加速模型的年轻超新星遗迹 G1.9+0.3 的流体力学与射电演化

本文利用三维（3D）流体力学模型和超新星遗迹（SNR）中宇宙线（CR）加速的非线性动力学理论，研究了迄今已知最年轻的银河系超新星遗迹 G1.9+0.3 的射电演化。我们包含了对由共振流不稳定性引起的磁场放大（MFA）的一致数值处理。在假设 SNR G1.9+0.3 是发生于银河系中心附近的 Ia 型超新星爆发结果的前提下，采用公认的爆发能量 10$^{51}$ erg 和抛射物质量 1.4 $M_{\odot}$，计算了其非热连续谱射电辐射。本文的主要目的是解释过去几十年观测到的射电通量增亮现象，并预测其未来的时间演化。我们估计该 SNR 现在约 120 岁，在环境密度为 0.02 cm$^{-3}$ 的介质中膨胀，并仅通过高效的非线性扩散激波加速（NLDSA）来解释其陡峭的射电谱指数。我们还将模拟与这一年轻 SNR 的观测结果进行了比较，以检验所提出的模型和假设。我们的模型预测在过去二十年里射电通量密度每年增加约 1.8%，这与测量值吻合良好。我们合成了从射电到 X 射线的同步辐射谱，其与 VLA、MOST、Effelsberg、Chandra 和 NuSTAR 的测量结果拟合良好。我们还提出了该 SNR 在伽马射线波段的一个简化演化模型，并指出它可能成为未来新一代仪器（如 Cherenkov Telescope Array）在 TeV 能量伽马射线观测的有利目标。SNR G1.9+0.3 是目前已知唯一通量密度在增加的银河系 SNR，我们在此预测其通量密度将在约 500 年后开始下降。我们得出结论，这是处于自由膨胀相 SNR 的一般性质。