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通过 X 射线偏振测量探测 BL Lac 喷流中的耗散机制

高能天体物理现象 2018-06-13 v2

摘要

耀变体喷流中能量流的耗散在相对论性粒子加速中起着关键作用。对于耗散过程通常考虑两种可能性:磁重联——可能由磁主导喷流中的不稳定性触发——或激波——针对弱磁化流。我们分析最先进模拟的结果,考虑这两种情形预期的偏振特征。对于磁重联情形,利用全局相对论 MHD 模拟,我们得出结论:辐射可能发生在具有非结构化磁场的湍流区域,尽管模拟不允许我们得出确切结论。另一方面,通过局部粒子在网格(particle-in-cell)模拟,我们表明,对于具有适于粒子加速的磁场几何的激波,激波前沿自生磁场主要正交于激波法线,并在下游变为准平行。基于该结果,我们建立了一个简化模型来计算频率依赖的偏振度,假设高能粒子在激波处注入并在下游冷却。我们将结果应用于 HBL(即同步辐射输出峰值在紫外—软 X 射线能段的耀变体)。虽然在光学波段预测的偏振度较低,但在 X 射线辐射中其理想情况下可达 50%,尤其在活动/耀发状态期间。在活动状态期间光学与 X 射线波段的测量比较(借助计划中的 {\it IXPE} 卫星可行)有望为耗散和加速过程提供有价值的约束。

关键词

引用

@article{arxiv.1801.10060,
  title  = {Probing dissipation mechanisms in BL Lac jets through X-ray polarimetry},
  author = {F. Tavecchio and M. Landoni and L. Sironi and P. Coppi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1801.10060},
  year   = {2018}
}

备注

9 pages, 6 figures, accepted for publication by MNRAS