相对论性喷流动力学与同步辐射模拟 II. 非热电子的演化
高能天体物理现象
2021-10-25 v2 星系天体物理
摘要
我们模拟了三维相对论磁流体力学(MHD)喷流中非热宇宙射线电子(CREs)的演化，喷流演化高度达9 kpc。CREs在空间与能量上随相对论性喷流流体同步演化，并恰当考虑了辐射损失与激波处的加速。我们表明，对MHD不稳定性稳定的喷流呈现出预期趋势：CREs在喷流主轴中规则流动，并在热点处加速，随后形成沉降回流。然而，不稳定喷流在喷流头（扭结不稳定性）、喷流主轴-茧层界面以及茧层本身（开尔文-亥姆霍兹模）处产生复杂激波结构。在此类情形下，CREs在离开喷流头后经历进一步的激波穿越，并在茧层中被重新加速。在湍流茧层中具有不同轨迹的CREs拥有不同的演化历史与不同的谱参数。因此在同一空间位置，不同CREs群体发生混合，导致对给定区域平均后得到复杂的总CREs能谱。不稳定喷流的茧层由于湍流驱动激波处的重新加速以及减速喷流膨胀变慢，可能过量积聚高能电子。这将增加茧层的非热能量预算。
引用
@article{arxiv.2105.02836,
title = {Simulating the dynamics and synchrotron emission from relativistic jets II. Evolution of non-thermal electrons},
author = {Dipanjan Mukherjee and Gianluigi Bodo and Paola Rossi and Andrea Mignone and Bhargav Vaidya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.02836},
year = {2021}
}
备注
Published in MNRAS. arxiv V1 has 2 updated references