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巴尔末主导激波中的空间结构与无碰撞电子加热

天体物理学 2009-11-13 v3

摘要

超新星遗迹 (SNRs) 中的巴尔末主导激波产生强烈的氢线,其轮廓由两部分组成:来自冷上游氢原子的窄分量,以及来自与热质子发生电荷转移反应的氢原子的宽分量。对超新星遗迹中侧向激波的发射线观测可以约束激波前沿的气体速度和无碰撞电子加热。下游氢原子参与电荷转移、激发和电离反应,定义了一个称为激波过渡区的相互作用区域。由电荷转移产生的热氢原子(称为宽中性原子)的性质对于准确计算激波过渡区的结构和辐射至关重要。本文是描述巴尔末主导激波的动力学、流体和发射特性系列论文中的第三篇,也是第一篇正确处理宽中性原子动力学对激波过渡区结构影响的论文。我们利用模型从巴尔末主导超新星遗迹的观测中提取激波参数。我们发现,推断出的激波速度和电子温度低于先前的计算结果:对于 vs<1500v_s<1500 km/s 低不到 10%,对于 vs>1500v_s>1500 km/s 低 10-30%。这种效应主要是由于质子碰撞激发和向激发态的电荷转移有利于中性氢速度分布的高速部分。我们的结果强烈依赖于电子与质子温度之比 β=Te/Tp\beta=T_e/T_p,这使我们能够构建温度比与激波速度之间的关系 β(vs)\beta(v_s)。我们将计算结果与 Ghavamian 等人 (2007) 的先前结果进行了比较。

关键词

引用

@article{arxiv.0803.2521,
  title  = {Spatial Structure and Collisionless Electron Heating in Balmer-dominated Shocks},
  author = {Matthew van Adelsberg and Kevin Heng and Richard McCray and John C. Raymond},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0803.2521},
  year   = {2009}
}

备注

41 pages, 15 figures, 2 tables. Improved comparison to previous results, added discussion, and incorporated referee's suggestions. Submitted to ApJ