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探测耀变体喷流中相对论性激波的加速与湍流

高能天体物理现象 2016-09-21 v1

摘要

相对论性激波处的扩散激波加速(DSA)被广泛认为是各种天体物理喷流源(包括如耀变体这样的射电活跃活动星系核)中的重要加速机制。这种加速能够产生非热粒子,这些粒子发出从河外喷流中探测到的宽带连续辐射。耀变体科学近期的一个重要进展是 Fermi-LAT 光谱学确定底层非热粒子群分布形状的能力。本文强调了跨越光学、X 射线到伽马射线波段的多波长光谱如何用于探测耀变体喷流中相对论性、斜向的磁流体力学(MHD)激波中的扩散加速。利用来自 DSA 详细蒙特卡洛模拟的热与非热粒子分布,获得了此类激波附近 MHD 湍流的诊断方法。这些探测得益于同步辐射 νFν\nu F_{\nu} 峰值能量不出现在 100 MeV 以上伽马射线波段这一特征性质。我们自洽地研究了模拟粒子分布的辐射同步辐射与逆康普顿特征。针对三个不同的耀变体案例研究(Mrk 501、BL Lacertae 和 AO 0235+164),确定了对电子扩散平均自由程和电磁场湍流水平的重要限制。AO 0235+164 在耀发态下的 X 射线超出可以被建模为外部辐射场体康普顿散射的特征,从而严格限制了电子扩散系数的能量依赖性。我们提出,湍流水平随远离喷流激波而下降,以及非回旋共振扩散可能起重要作用的伴随解释。

关键词

引用

@article{arxiv.1609.03899,
  title  = {Probing Acceleration and Turbulence at Relativistic Shocks in Blazar Jets},
  author = {Matthew G. Baring and Markus Böttcher and Errol J. Summerlin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1609.03899},
  year   = {2016}
}

备注

22 pages, 8 figures, accepted for publication in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society