超新星遗迹中产生的宇宙射线质子和氦核能谱
高能天体物理现象
2015-06-12 v1
摘要
ATIC-2（高级薄电离量能器）、CREAM（宇宙射线能量与质量）和 PAMELA（反物质探测及轻核天体物理有效载荷）实验获得的数据表明，在几倍 GeV 的膝区以下，元素星际宇宙射线能谱并非简单的幂律分布，而是在磁刚度高于约 240 GV 时出现硬化现象。另一个重要特征是质子和氦核能谱之间的差异，使得 He/p 比率在 到 GV 的能量范围内增加了 50% 以上。我们将超新星遗迹（SNR）中扩散激波加速的非线性特性所导致的粒子能谱凹性视为观测到的能谱硬化的可能原因。随能量增加的氦质子比可解释为宇宙射线由超新星遗迹中的前向激波和反向激波加速的结果。反向激波加速粒子的贡献使得产生的整体宇宙射线能谱的凹性更加显著。计算了在超新星遗迹中加速并释放到星际介质中的质子和氦核能谱。推导出的稳态星际能谱与观测结果相当吻合。
引用
@article{arxiv.1212.0381,
title = {Spectra of Cosmic Ray Protons and Helium Produced in Supernova Remnants},
author = {V. S. Ptuskin and V. N. Zirakashvili and E. S. Seo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.0381},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 2 figures, accepted to ApJ