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考虑星际介质中宇宙射线流动不稳定与波动耗散作用下,超新星残留物中扩散冲击加速限制

天体物理学 2011-05-23 v1

摘要

研究了在星际介质中运动的超新星冲击波前的宇宙射线不稳定。该区域的磁流体力学湍流水平决定了由扩散冲击加速机制加速粒子的最大能量。高效的宇宙射线加速已被接受,且不局限于弱湍流情形。假设柯尔莫堡(Kolmogorov)类型非线性波动相互作用以及离子-中性子碰撞限制了随机磁场的振幅。结果表明,加速粒子的最大能量强烈取决于超新星残留物的年龄。在年轻的超新星残留物中,最大能量可达 1017Z\sim10^{17}Z eV,而在 Sedov 阶段结束时下降至约 1010Z\sim10^{10}Z eV。因此,基于星际磁场强度计算的 Bohm 极限所得的标准最大粒子能量估计在此情形下并不成立。这一发现可能解释为何年龄超过数千年的超新星残留物并非非常高能 gamma 射线的显著来源。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0302053,
  title  = {Limits on diffusive shock acceleration in supernova remnants in the presence of cosmic-ray streaming instability and wave dissipation},
  author = {V. S. Ptuskin and V. N. Zirakashvili},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0302053},
  year   = {2011}
}

备注

10 pages, 2 figures