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蟹状星云脉冲星的射电至 TeV 相位分辨辐射:环隙模型

高能天体物理现象 2012-03-16 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

在三维 (3D) 环隙模型框架下,采用合理参数(磁倾角 α=45\alpha = 45^\circ,视角 ζ=63\zeta = 63^\circ),我们首次利用最新高能数据自洽地计算了蟹状星云脉冲星的射电、X 射线、伽马射线和 TeV(MAGIC 和 VERITAS)光变曲线、相位平均能谱及相位分辨能谱。研究发现,在数十倍中子星半径范围内,环隙和核隙中的加速电场和电势极其巨大。射电、X 射线、伽马射线和 TeV 的脉冲辐射主要源于单一磁极附近环隙区域内初级粒子或次级粒子的辐射,且具有不同的辐射机制,这导致了近乎“相位对齐”的多波段光变曲线。峰 1 (P1) 和峰 2 (P2) 的辐射起源于零电荷面附近的环隙区域,而桥区辐射主要起源于核隙区域。蟹状星云脉冲星从软 X 射线到 TeV 波段的相位平均能谱和相位分辨能谱由四个分量产生:宇宙线 (CR) 诱导和逆康普顿散射 (ICS) 诱导的电子对产生的同步辐射主导了 X 射线波段至软伽马射线波段(100 eV 至 10 MeV);初级粒子的曲率辐射和同步辐射主要贡献于伽马射线波段(10 MeV 至 20\sim 20 GeV);电子对的 ICS 显著贡献于 TeV 伽马射线波段(20\sim 20 GeV 至 400 GeV)。利用环隙和核隙模型已很好地模拟了蟹状星云脉冲星的多波段脉冲辐射。为了区分我们的单磁极模型与双磁极模型,磁倾角和视角的确信值将起到关键作用。

关键词

引用

@article{arxiv.1202.1096,
  title  = {Radio-to-TeV Phase-resolved Emission from the Crab Pulsar: The Annular Gap Model},
  author = {YuanJie Du and GuoJun Qiao and Wei Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1202.1096},
  year   = {2012}
}

备注

12 pages, 7 figures, 3 tables; published in ApJ on March 12. Due to the character limitation, the abstract here has been adopted a shortened version