Klein-Nishina 效应对光学薄同步辐射与同步自康普顿谱的影响
高能天体物理现象
2009-10-02 v2
摘要
当 Klein-Nishina (KN) 效应显著且可以忽略对产生与外部辐射场时，我们给出了光学薄同步辐射与同步自康普顿 (SSC) 谱的解析近似。该理论可用于对伽马射线暴 (GRB)、活动星系核和脉冲星风云等天体物理源辐射的解析处理，在这些源中 KN 效应可能很重要。我们考虑了一个连续注入相对论性电子的源，其电子在某个典型注入能量以上具有幂律能量分布。我们发现同步辐射-SSC 谱可以用破折幂律描述，并给出了拐折频率和幂律指数的解析估计。一般而言，我们证明了 KN 截面对上散射电子能量的依赖导致快冷却电子能量分布的硬化，进而导致观测到的同步辐射谱的硬化。因此，在典型注入能量以下，快冷却电子的同步辐射谱可以硬至 ，而不是忽略 KN 效应时的经典值 。同步辐射能量输出可能由能量高于典型注入能量的电子主导。我们自洽地求解了冷却频率，发现同步辐射与 SSC 冷却之间的转换可导致冷却频率以及同步辐射和 SSC 谱的不连续变化。我们将结果应用于 GRB 的瞬时辐射与余辉辐射模型，展示了其在理论中的应用。
引用
@article{arxiv.0903.2557,
title = {Klein-Nishina Effects on Optically Thin Synchrotron and Synchrotron Self-Compton Spectrum},
author = {Ehud Nakar and Shin'ichiro Ando and Re'em Sari},
journal= {arXiv preprint arXiv:0903.2557},
year = {2009}
}