天鹅座环中巴耳末主导激波的空间分辨光谱：一个极薄的宇宙线前兆？
高能天体物理现象
2016-03-23 v1
摘要
我们利用Subaru高色散光谱仪对天鹅座环东北边缘的一个巴耳末主导激波进行了高分辨率长缝光谱观测。通过将狭缝角度沿激波法线设置，我们以约4×10^{15} cm的空间分辨率研究了从激波前区到后区Hα线流量和轮廓的变化。Hα线轮廓在激波前方的弥漫区域（即光致电离前兆）可由窄（28.9±0.7 km/s）高斯表示，而在激波本身处由窄（33.1±0.2 km/s）加宽（130-230 km/s）高斯表示。我们发现，在激波处一个未分辨的薄层（<4×10^{15} cm，距离540 pc）中，窄成分的宽度突然增加至33.1±0.2 km/s，若消除来自光致电离前兆的投影发射则为38.8±0.4 km/s。我们表明，这种突然增宽最好用薄宇宙线前兆中阿尔文波阻尼加热来解释，尽管其他可能性未被完全排除。天鹅座环（一个软伽马射线发射体）中宇宙线前兆的厚度比第谷结g（Tycho's Knot g，一个硬伽马射线发射体）中的薄一个数量级，这可能是由两个源之间加速粒子的能量分布不同所致。在此背景下，系统研究可能揭示宇宙线前兆厚度与宇宙线能量分布硬度之间的正相关。
引用
@article{arxiv.1602.06482,
title = {Spatially-Resolved Spectroscopy of a Balmer-Dominated Shock in the Cygnus Loop: An Extremely Thin Cosmic-Ray Precursor?},
author = {Satoru Katsuda and Keiichi Maeda and Yutaka Ohira and Yoichi Yatsu and Koji Mori and Wako Aoki and Kumiko Morihana and John C. Raymond and Parviz Ghavamian and Jae-Joon Lee and Jiro Shimoda and Ryo Yamazaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.06482},
year = {2016}
}
备注
16 pages, 5 figures, accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters