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坡印廷通量主导 outflows 中离子的感应加速

高能天体物理现象 2019-10-14 v1

摘要

双流体(电子-正电子)等离子体建模已表明,在旋转磁化中子星和黑洞驱动的相对论性流中,感应加速可将坡印廷通量直接转化为整体动能。此处,我们通过添加离子流体推广了该方法。我们给出了这样的解:随着流膨胀,所有粒子均被加速,且各等离子体组分所获得的功率相当。在离子主导的流中,根据 Hillas 判据,每种粒子在显著短于轻子主导流的距离内达到极限刚度。这些解支持了新生的磁星和脉冲星是超高能宇宙线潜在源的假说。研究表明,磁重联耗散坡印廷通量的竞争过程在低密度流中无效,其中 conventionally defined 电子多重数满足 κe105(4πL38/Ω)1/4/Max(ηion1/2,1)\kappa_{\rm e}\lesssim 10^5\left(4\pi L_{38}/\Omega\right)^{1/4} /\textrm{Max}\left(\eta_{\rm ion}^{1/2},1\right),这里 L38×1038erg s1L_{38}\times 10^{38}\textrm{erg s}^{-1} 为流在立体角 Ω\Omega 中携带的功率,ηion\eta_{\rm ion} 为发射时离子与轻子功率之比。

关键词

引用

@article{arxiv.1908.06507,
  title  = {Inductive acceleration of ions in Poynting-flux dominated outflows},
  author = {John G. Kirk and Gwenael Giacinti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.06507},
  year   = {2019}
}

备注

12 pages, 2 figures. Accepted for publication in the Astrophysical Journal