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冲击加速质子的低能尾部是否负责超离子化星际介质?

高能天体物理现象 2024-05-27 v1

摘要

超离子化、再组合等离子体是一种新兴的X射线亮星际遗迹(SNR)。这种独特的热态,使得电子温度(TeT_{\rm e})显著低于离子温度(TzT_{\rm z}),这不符合标准模型中假设点爆炸在均匀星际介质中演化的预期,因而需要一种新的场景来解释其动力学和热力学演化。最近提出的一种观点将超离子化状态归因于冲击加速质子低能尾部的额外离子化贡献。然而,这一新方案尚未进行测试,尤其是在原子物理学角度上。我们报告了关于SNR ejecta中重元素离子的质子冲击离子化速率的计算结果。我们保守地估计了加速质子的需求,发现其相对于热电子的数密度需要高于5 (Te/1 keV)5~(T_{\rm e}/{\rm 1~keV})%才能解释在Tz/Te2T_{\rm z}/T_{\rm e} \ge 2的K壳辐射下观察到的超离子化程度。我们得出结论,由于质子从热能到非热能的注入分数预计为约1%1\%,因此质子离子化方案不可行,因为此类高比例的加速质子被禁止。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.14937,
  title  = {Is the low-energy tail of shock-accelerated protons responsible for over-ionized plasma in supernova remnants?},
  author = {Makoto Sawada and Liyi Gu and Ryo Yamazaki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.14937},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 10 figures, submitted to PASJ