激波加速理论中原子核的电离与最大能量
高能天体物理现象
2011-04-05 v1
摘要
我们研究了考虑电离过程时重原子核在超新星遗迹（SNR）激波处的加速。在星际介质中开始扩散激波加速（DSA）的重原子（ 数个）在注入时刻从未完全电离。电离发生在加速过程中，此时原子已经以相对论性速度运动。对于SNR周围的典型环境，由银河系背景辐射导致的光致电离主导了库仑碰撞。电离的主要后果是，离子所能达到的最大能量相对于DSA的标准结果有所降低。事实上，光致电离的时间尺度与Sedov-Taylor相的起始时刻相当，因此最大能量不再如标准DSA所预测的那样与核电荷数成正比，而是与加速过程中的有效离子电荷数成正比，该有效电荷数小于总核电荷数。这一结果可能对宇宙射线谱膝状结构的预测产生直接影响。此外，超重元素超越铁的最大能量的加速极难实现，这使得它们不太可能对银河系与河外成分之间过渡区的宇宙射线谱产生贡献。
引用
@article{arxiv.1104.0557,
title = {Ionization and maximum energy of nuclei in shock acceleration theory},
author = {Giovanni Morlino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.0557},
year = {2011}
}
备注
7 pages, Contributed talk to the 25th Texas Symposium on Relativistic Astrophysics; Dec. 6-10, 2010; Heidelberg (Germany). To be published in Proceedings of Science