稳态相对论性磁岛磁重联的辐射动力学模拟

我们给出了包含正负电子等离子体中相对论性磁重联（RMR）的二维粒子网格（PIC）模拟结果，其中考虑了同步辐射过程的动力学影响，并积分得到了可观测的辐射特征。模拟以一个带有中央间隙的单一Harris电流层初始化，该间隙触发RMR过程。我们通过开放边界条件实现了具有无限制 outflows 的稳态重联。辐射冷却效率由初始等离子体温度 Theta 的选择调节。我们探索了不同的 Theta 值和背景磁化率 sigma_0。在整个模拟过程中，磁岛在电流层中央区域生成，并以不同速率演化，达到广泛的尺寸范围。磁岛之间的间隙由称为minijets的平滑相对论性 outflows 填充，由于其粒子密度低，它们对观测辐射的贡献非常有限。小尺寸磁岛被快速加速，然而尽管相对论性集束效应更强，它们对观测辐射的贡献较低。大尺寸磁岛速度慢，但产生了大部分观测到的同步辐射，其辐射主要产生在中央核内，而中央核的密度因辐射冷却而增强。同步辐射光变曲线显示出快速的明亮耀发，可识别为源自同向运动的小/快磁岛与大/慢目标之间的并合。在高磁化情形下，被加速的粒子形成断裂幂律能量分布，其软尾由在minijets中加速的粒子产生。