包含非线性粒子加速的超新星遗迹射电演化：来自流体动力学模拟的见解
高能天体物理现象
2018-01-12 v2
摘要
我们提出了一个超新星遗迹（SNRs）射电演化的模型，该模型通过使用三维（3D）流体动力学模拟，并结合 SNR 中宇宙射线（CR）加速的非线性动力学理论得到。我们通过针对相关物理参数（如环境密度、超新星（SN）爆炸能量、加速效率和磁场放大（MFA）效率）的广泛取值范围进行模拟，在全局层面上对 SNR 的射电演化建模。我们将观测到的对应 SNR 直径的射电面亮度散布归因于这些参数的散布。除了对 Ia 型 SNR 的模拟外，我们还考虑了在更致密、由前身星风改变的非均匀星周环境中的 SNR 射电演化。这些模拟以抛射物质量远高于 Ia 型 SN 的情况且推测激波速度较低为起点。磁场无疑被视为对 SNR 射电演化非常重要。在 MFA 方面，我们通过实现由第一性原理、粒子在胞（PIC）模拟和非线性磁流体动力学（MHD）模拟获得的模型，在大规模模拟中同时包含了共振和非共振模式。我们在一个由银河系和河外 SNR 组成的样本上测试了模型的品质与可靠性。我们的模拟在完整的 Sedov 阶段给出介于 -4 和 -6 之间的 斜率。最近针对银河系样本得到的经验斜率约为 -5，而河外样本约为 -4。
引用
@article{arxiv.1711.06013,
title = {Radio Evolution of Supernova Remnants Including Non-linear Particle Acceleration: Insights from Hydrodynamic Simulations},
author = {Marko Z. Pavlović and Dejan Urošević and Bojan Arbutina and Salvatore Orlando and Nigel Maxted and Miroslav D. Filipović},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.06013},
year = {2018}
}
备注
17 pages, 6 figures, 1 table, corrected typos, added new references and conclusions, 2 new coauthors, accepted for publication in ApJ