第谷超新星遗迹中的随机再加速与磁场阻尼

许多研究表明，要解释第谷超新星遗迹（SNR）观测到的相当软的射电谱和窄边缘，需要带有粒子反馈的激波加速以及非常高效的磁场放大结合阿尔文漂移。我们表明，当考虑随机加速作为一种次级过程时，第谷SNR的宽带能谱可得到另一种很好的解释。激波正下游湍流区中粒子的再加速应足够高效，以在数个能量十倍程上影响粒子能谱。在此情形下，所谓的阿尔文漂移和粒子对激波结构的反馈并非必需。此外，我们研究了同步辐射损失或磁场阻尼在非热丝状结构形成中是否起更深远的作用。我们使用SNR等离子体流的水动力学模拟，以测试粒子模式求解完整的粒子输运方程。背景磁场根据所考虑模型或从感应方程算出，或遵循解析轮廓。下游区中的快模波提供了粒子在动量空间中的扩散。我们表明，若考虑磁场阻尼与粒子的随机再加速，第谷的宽带能谱可得到很好解释。尽管不如标准DSA高效，随机加速仍在粒子能谱上留下印记，这在射电波段的辐射中尤为显著。我们发现激波后磁场强度下限$\sim330\,\mathrm{\mu G}$，意味着即便在磁场阻尼情形下也存在高效放大。对于射电波段丝状结构的形成，磁场阻尼是必需的，而X射线丝状结构则由同步辐射损失与磁场阻尼共同塑造。