彗星太阳风电荷交换的X射线谱线强度比
高能天体物理现象
2017-07-31 v1
摘要
电荷交换（CX）在X射线发射建模中已成为一个重要的过程，在许多天体物理环境——特别是彗星中必须予以考虑。彗星为太阳风离子与彗星中性粒子之间的相互作用提供了条件，从而促进了太阳风电荷交换（SWCX）。X射线天文台为天文学家和天体物理学家提供了许多发射X射线的彗星数据，若没有可靠的CX数据，则无法对这些彗星进行精确建模。在此，我们利用一套精简的计算机程序，结合多通道 Landau-Zener 理论和X射线发射的级联模型，生成了各种裸离子与非裸离子单电子俘获（SEC）碰撞的截面和X射线谱线强度比。具体而言，我们考虑了太阳风组分中 C、N、O、Ne、Na、Mg、Al 和 Si 的裸离子与类氢离子，与彗星中性粒子 H2O、CO、CO2、OH 和 O 之间的碰撞。为了举例说明这些数据的应用，我们使用 SPEX 中的CX包对彗星 C/2000 WM1 (linear) 的X射线发射进行了建模，发现其与 XMM-Newton RGS 探测器的观测结果高度吻合。我们的分析表明，X射线强度主要由与 H 的 SWCX 主导，而 H2O 起次要作用。据我们所知，这是首次将CX截面引入X射线光谱拟合包中，以测定彗星大气中的 H 与 H2O 比例。CX数据集已被整合至建模包 SPEX 和 Kronos 中。
引用
@article{arxiv.1707.09096,
title = {Line Ratios for Solar Wind Charge Exchange with Comets},
author = {P. D. Mullen and R. S. Cumbee and D. Lyons and L. Gu and J. Kaastra and R. L. Shelton and P. C. Stancil},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.09096},
year = {2017}
}