弱宇宙激波中非热粒子的再加速
宇宙学与河外天体物理
2015-05-27 v1
摘要
我们研究了弱宇宙激波对预先存在的以及新注入的非热宇宙线(CR)粒子群体的扩散激波加速(DSA)。基于热泄漏注入和阿尔芬漂移的简单模型，我们推导了在测试粒子框架下加速的两类CR粒子群体的解析时变解。随后，我们将这些解与在大尺度结构形成过程中预期在星系团内介质和星系团外围形成的激波的动力学DSA模拟结果进行了比较。我们表明，测试粒子解为这些弱激波加速的CR粒子的压力和能谱提供了良好的近似。由于在弱激波处注入效率极低，预先存在的CR粒子群体占主导地位。如果上游流中预先存在的CR质子的压力约为气体热压力的5%，那么在马赫数的激波处，下游CR压力通常可以吸收激波冲压压力的百分之几到10%。然而，CR电子的再加速可以在激波后产生显著的同步辐射。根据具体模型参数的不同，跨激波的同步辐射增强估计对于约为几倍到几十倍，对于约为倍。我们讨论了我们的发现对观测到的明亮射电遗迹的意义。
引用
@article{arxiv.1102.2561,
title = {Re-acceleration of Nonthermal Particles at Weak Cosmological Shock Waves},
author = {Hyesung Kang and Dongsu Ryu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.2561},
year = {2015}
}
备注
Submitted to ApJ. Pdf with full resolution figures can be downloaded from http://canopus.cnu.ac.kr/ryu/kr.pdf