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静电不稳定性对耀变体诱导的电子对束和GeV级联的非线性反馈

高能天体物理现象 2024-02-06 v1 等离子体物理

摘要

由耀变体的TeV伽马射线在宇宙空洞中产生的相对论性电子对束预计会产生可探测的GeV级级联,但观测中缺失了这种级联。这种次级级联的抑制意味着要么电子对束被星际磁场偏转,要么由于束-等离子体不稳定性导致束能量损失。在这里,我们研究了束-等离子体不稳定性如何反馈到束上,使用了真实的二维束分布。我们发现不稳定性显著展宽了束的开口角,而没有明显的能量损失,从而证实了最近对简化一维束分布的反馈研究。然而,洛伦兹因子小于10610^6的束粒子的窄化扩散反馈可能变得相关,尽管最初它是可忽略的。最后,当考虑TeV对的连续产生时,我们发现束分布和波谱达到一个新的准稳态,其中束粒子的散射持续存在,束开口角可能增加数百倍。理解对GeV级联发射的影响需要考虑逆康普顿冷却。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.03127,
  title  = {Nonlinear feedback of the electrostatic instability on the blazar-induced pair beam and GeV cascade},
  author = {Mahmoud Alawashra and Martin Pohl},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.03127},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication in the Astrophysical Journal. 16 pages and 12 figures