活动星系核中的磁重联与粒子加速

沿磁场方向的电场是磁重联过程在外加扰动的磁化等离子体中运行的典型特征。这类过程的一个特别有趣的环境是活动星系核（AGN）中的吸积盘冕。在那里，开普勒剪切流扰动了相当强的盘磁场，导致强烈的电流片。此前已证明，在剪切流中给定200 G的磁场强度下，由磁重联驱动的沿磁场方向的电场可以将电子加速到约2000的洛伦兹因子，从而为我们提供了注入（前加速）问题的一个可能解。然而，虽然在磁流体力学框架下沿磁场方向电场的形成可以被一致地描述，但需要讨论带电粒子是否真的能被加速到由沿磁场方向电势所能提供的最大能量，因为被加速粒子会因同步辐射或逆康普顿机制而损失能量。我们从磁流体力学模拟磁重联得到的电场和磁场出发，进行了相对论性粒子模拟，包括非热辐射损失。数值结果证明，即使存在强烈的辐射浴，相对论性电子也能被有效加速。根据光子浴的能量密度，可轻易达到从50 MeV到40 GeV的能量。