碰撞风双星中热等离子体的逆康普顿冷却
高能天体物理现象
2023-10-17 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
逆康普顿效应（IC）是多种天体物理环境（包括星系际介质和 X 射线发射等离子体）中相对论性与热电子广为认可的冷却机制。然而，在碰撞风双星（CWB）的理论与数值模型中，其对热电子的影响常被忽视。本文对 IC 冷却在 CWB 中的影响进行了全面研究，给出了当恒星光子场主导热等离子体冷却时以及当停滞点处的激波预期为辐射性时的一般结果。我们的分析表明，在相关参数空间的很大一部分区域内，特别是在具有大风动量比（例如包含沃尔夫-拉叶星与 O 型星的系统）的偏心系统中，IC 冷却是激波风层的主要冷却过程。以双星系统 WR 140 为案例，我们证明 IC 冷却导致近近星点处强辐射性激波风，若仅考虑碰撞冷却则其可能保持绝热。我们的结果进一步得到风-风碰撞的二维与三维模拟的支持。具体而言，WR 140 的三维磁流体动力学模拟显示近近星点周围硬 X 射线辐射显著下降，与观测一致，但与忽略 IC 冷却的等效模拟相反。我们提出了一种新方法，用于约束偏心双星中当风碰撞区从绝热切换为辐射性（接近近星点）时两颗星的质量损失率。IC 散射是 CWB 热等离子体中的重要冷却过程。
引用
@article{arxiv.2301.13716,
title = {Inverse Compton cooling of thermal plasma in colliding-wind binaries},
author = {Jonathan Mackey and Thomas A. K. Jones and Robert Brose and Luca Grassitelli and Brian Reville and Arun Mathew},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.13716},
year = {2023}
}
备注
Accepted to MNRAS, 17 pages, 13 figures