脉冲星风云中由扩散激波加速产生的最硬谱
高能天体物理现象
2022-09-21 v1
摘要
导致脉冲星风云（PWNe）异常硬的射电谱的过程尚不清楚。文献中 29 个 PWNe 的射电光子谱指数呈近似正态的分布，α=0.2±0.2。我们给出约 3σ 证据，表明存在一个独特的 PWN 子族，其在终止激波附近具有硬谱 α=0.01±0.06，而在其他地方明显较软，可能由于激波周围近期被排空。此类谱，尤其在硬子族中，暗示一种 Fermi 过程，例如处于其极端 α=0 极限的扩散激波加速。我们表明，对于充分各向异性的小角散射，该极限可被逼近，这种散射在激波两侧对趋近激波前的粒子均增强。在上游，谱硬化主要关联于增强的能量增益，可能由穿过激波的同一束流粒子驱动。在下游，主要效应是逃逸概率减小，但这将加速效率降至 α=0.3 时 ≲25%，α=0.03 时 ≲1%。
引用
@article{arxiv.2012.00758,
title = {Maximally-hard spectra from diffusive shock-acceleration in pulsar-wind nebulae},
author = {Ofir Arad and Assaf Lavi and Uri Keshet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.00758},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 13 figures, 3 tables; comments welcome