基于超新星残留体X射线同步辐射观测的冲击加速微物理学

最近对超新星残留体的非热X射线观测可归因于冲击波加速电子非热分布损失截止部分的同步辐射。在扩散式冲击加速中，最大粒子能量取决于扩散系数kappa的能量依赖性。目前大多数冲击加速研究假设kappa与粒子洛伦兹半径成正比，这暗示MHD湍流具有与波长无关的谱线，其中Kolmogorov或Kraichnan谱线可能更具物理合理性。本文推导了由于辐射（同步和逆Compton）损失以及有限残留体年龄（或尺寸）所导致的限制，对最大电子能量的波谱依赖性。随后本文给出同步X射线谱和模型图像的计算结果，作为函数的湍流谱进行比较。对于Kolmogorov或Kraichnan湍流谱，谱线可被显著改变，图像也截然不同。预测的图像与观测到的残留体截然不同，这表明残留体附近的湍流可能由高能粒子本身产生。