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相互作用供能超新星中次级电子的射电同步辐射

高能天体物理现象 2016-04-27 v1

摘要

最近在一些具有异常稠密星周介质(CSM)的超新星(SNe)中观测到了射电频率的辐射。其射电辐射由相对论性电子供能,这些电子既可以在超新星激波处加速(初级电子),也可以作为非弹性质子 - 质子碰撞的副产物注入(次级电子)。我们通过详述一个半解析模型来研究次级电子的射电信号,该模型用于计算质子、初级电子和次级电子分布的时间演化。利用我们的形式体系,我们追踪了在给定时间之前注入到发射区域的所有粒子的冷却历史,并计算了由此产生的射电谱和光变曲线。对于在 progenitor 星风中传播的超新星激波,我们发现次级电子控制着早期的射电信号,但其贡献比初级电子衰减得更快。这导致在特定射电频率下的光变曲线出现平坦化,该现象仅取决于 CSM 密度和激波速度 v0v_0 的径向分布。在峰值频率处的相关过渡时间约为 190Kep,31Aw,16β0,1.52d\sim 190 \, K_{\rm ep,-3}^{-1} A_{\rm w, 16} \beta_{0, -1.5}^{-2}\,{\rm d},其中 AwA_{\rm w} 是星风质量加载参数,β0=v0/c\beta_0=v_0/c,而 KepK_{\rm ep} 是加速粒子的电子 - 质子比。我们明确表明,5 GHz 处的晚峰值时间(即 tpk3001000t_{\rm pk} \gtrsim 300-1000 d)表明激波在稠密星风(Aw10161017A_{\rm w} \gtrsim 10^{16}-10^{17} gr cm1^{-1})中传播,其中次级电子很可能为观测到的峰值辐射供能。

关键词

引用

@article{arxiv.1603.00891,
  title  = {Radio synchrotron emission from secondary electrons in interaction-powered supernovae},
  author = {Maria Petropoulou and Atish Kamble and Lorenzo Sironi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1603.00891},
  year   = {2016}
}

备注

23 pages, 12 figures, resubmitted to MNRAS after minor revisions following referee's comments