超新星遗迹中可实现的最大能量：自洽模拟
高能天体物理现象
2024-02-05 v1
摘要
长期以来，人们认为超新星遗迹(SNRs)中的斜激波和准垂直激波在将离子注入扩散激波加速(DSA)过程中效率低下，并且最高能量的银河宇宙射线(CRs)必须来自平行或准平行激波。然而，最近的3D动力学模拟表明，高倾斜激波可以成功地为粒子提供能量，并在上游产生放大的磁场。我们旨在研究在斜激波和准垂直激波中可能产生的最大能量粒子，以及它们是否能够触发非共振混合不稳定性(NRHI)。我们提出了一种用于非相对论激波混合模拟的新颖设置，该设置使用“伪激波”边界条件代替真实激波，以显著降低计算成本，并且可以运行足够长的时间来研究这些系统的后期行为。我们的结果表明，斜激波和准垂直激波有可能在早期从激波漂移加速(SDA)阶段过渡到后期的DSA阶段，从而为粒子提供一个短暂的快速加速期，随后是一个持续时间长、自维持的缓慢能量增长期。此外，我们发现有证据表明，NRHI在后期上游被触发。斜激波和准垂直激波可能是高能CRs的重要贡献者，甚至可能负责CR能谱中的“膝”结构。
引用
@article{arxiv.2402.01048,
title = {Maximum energy achievable in supernova remnants: self-consistent simulations},
author = {Emily Simon and Damiano Caprioli and Colby Haggerty and Brian Reville},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.01048},
year = {2024}
}