相对论性激波中的粒子加速、磁化与辐射

相对论性激波中粒子加速和辐射的机制，以及磁场的产生和衰减，是高能天体物理中各种现象的重要开放问题。尽管 Weibel 不稳定性可能负责磁场产生，且扩散激波加速是一种加速模型，但两者均有问题，且当前的 PIC 模拟表明粒子仅在特殊条件下被加速，并且磁场在短长度尺度上衰减。我们在此提出一个关于高相对论性无碰撞激波的结构和发射的新模型。该模型考虑（并基于）通过高能光子的发射和吸收跨越激波前的非局域能量和动量传输。这导致上游区域中流体的预加速和磁场的预放大。两者对激波结构有剧烈影响。该模型解释了激波产生的磁场在远离激波前的大距离处的持续性。该磁场的耗散导致下游区域内的连续粒子加速。该模型提出两个非均匀发射区（下游和上游），产生具有不同光谱和时间特性的三个发射分量。该模型的一个独特特征是存在一个“吸引子”，任何激波都将演化朝向它。这使我们能够从第一性原理估算下游发射的同步辐射和逆康普顿谱。该模型适用于任何相对论性激波，但其独特特征仅在大的紧致度下显现。我们证明伽马射线暴的瞬时和余辉激波满足相关条件，并将其观测与预言进行比较。