论宇宙加速位点处的非热电子-质子比
高能天体物理现象
2017-02-27 v1
摘要
宇宙射线源中随机加速过程所产生的电子与质子光度比，是与源本身建模的若干方面相关的一个重要物理量。对于银河系内源，该比值通常假设在 1:100 左右；而在描述河外源时，通常假设其值为 1:10。观测结果表明平均比值应接近这些数值。然而，目前尚无法研究每个单独源的行为。从物理角度来看，在以下假设下，1:100 的比值在理论上得到了充分支持：(1) 被加速的电子与质子的总数相同；(2) 加速后两个粒子群体的谱指数均为 。本文重新审视了这些假设。具体而言，假设 (2) 并未得到源的观测数据的支持，且 PIC 模拟也产生了不同的谱指数。我们放弃了谱指数相等的假设，给出了电子-质子比的详细计算。我们区分了光度比与微分谱行为之比，这在两个粒子群体的谱指数不相同时是必要的。我们讨论了在允许电子与质子谱行为具有不同谱指数的情况下，该比值的可能取值范围。此外，结果表明，被加速粒子群体的最小能量对结果有很大影响。
引用
@article{arxiv.1702.07523,
title = {On the non-thermal electron-to-proton ratio at cosmic acceleration sites},
author = {Lukas Merten and Julia Becker Tjus and Björn Eichmann and Ralf-Jürgen Dettmar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.07523},
year = {2017}
}
备注
30 pages, 12 figures, accepted for publication in Astroparticle Physics (02/24/2017)