致动子γ射线源的相对论性风暴：I. 克莱因-尼什纳 regime 中的辐射加速
天体物理学
2009-10-31 v2
摘要
我们考察了暴露于外部γ射线源照射下的冷、透明等离子体向相对论 bulk 速度的辐射加速问题。该流体因辐射动量输入而驱动，加速力源于相对论克莱因-尼什纳极限下的布居克散射。我们推导了随距离从辐射源处变化的等离子体 bulk 洛伦兹因子 Γ，并将其与孔克斯极限下相应结果进行比较。根据辐射场的几何和光谱特性，我们发现在相对论 regime 中，粒子更快地被加速到无穷处的渐近洛伦兹因子；同时，由于蓝移和视差效应，辐射 drag 减小，因为蓝移的、 aberration 光子经历较小的相对论截面，并优先向前方向散射。γ射线对等离子体施加的随机能量可在热粒子在冷却前经历多次洛尔积分后转化为 bulk 运动。这种“布居克余热”可能是动量输入的补充来源，若能量 leptons 由偶极子创建注入时适用，但在纯克莱因-尼什纳散射情况下可被忽略。我们展示了侧向散射辐射的布居克 drag 在限制 bulk 洛伦兹因子方面比加速介质的有限惯性更重要。这讨论的过程可能与许多观察到硬 X- 和 γ射线光源的天体物理情形相关，包括活跃星系核、银河黑洞候选者以及γ射线暴。
引用
@article{arxiv.astro-ph/9909060,
title = {Relativistic Winds from Compact Gamma-ray Sources: I. Radiative Acceleration in the Klein-Nishina Regime},
author = {Piero Madau and Christopher Thompson},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9909060},
year = {2009}
}
备注
LateX, 20 pages, 5 figures, revised version accepted for publication in the ApJ