伽马射线双星的相对论流体建模。I. 模型

背景。伽马射线双星是指其非热辐射主导部分在伽马射线波段辐射的系统。在风驱动情形下，这类双星被认为由一颗脉冲星环绕一颗大质量恒星组成，粒子在风碰撞产生的激波中加速。目的。我们开发一个关于激波加速粒子非热辐射的综合数值模型，包含流体不稳定性与轨道运动的动力学效应。我们在一个通用双星系统上演示该模型。方法。该模型建立在一个专用的三维粒子输运模拟之上，该模拟与风相互作用的相对论流体动力学同步模拟动态耦合。在后处理步骤中，基于所得粒子分布与流体解，评估涉及同步辐射与逆康普顿辐射的轻子辐射模型，一致计入相对论性 boosting 与恒星辐射场中的$\gamma\gamma$吸收。该模型作为Cronos代码的扩展实现。结果。在该通用双星中，风相互作用导致形成一个延展的、不对称的风碰撞区，其受轨道运动、混合与湍流扭曲，产生终止脉冲星风及湍流流体流中次级激波的强激波。借助所提方法，首次能够一致地将动力学激波结构计入粒子输运过程， yielding 加速粒子的复杂分布。预言的辐射跨越宽广能区，并在所有波段具有显著的轨道调制。