强超新星激波结构及局限于其过渡区内的快速电子加速
高能天体物理现象
2010-04-19 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
通过数值模拟，本文报告了超新星激波过渡区（STR）内的一种新的快速能量化过程。尽管STR作为主要耗散区的尺度仅有数十万公里，但发现了与高能粒子源产生相关的若干有趣结构。等离子体不稳定性的非线性演化导致离子相空间分布的动态变化，这与场性质的变化相关联。结果，出现了不同类型的大振幅场结构。一种是前导波包，另一种是一系列磁孤立波峰。每种场结构都具有微观尺度（~离子惯性长度）。通过这些大振幅场结构之间的多重非线性散射，电子被直接加速。在STR内，快速热化实现了离子与电子间的能量均分，热电子在维持离子声学模的这些大振幅场结构中起着重要作用。热电子表现出非麦克斯韦分布，并可能成为进一步非热种群的种子。不断补充新入射和反射离子的“激波系统”在我们的结果中起着关键作用。在垂直激波几何下，通过将STR的宽度等于高能电子的拉莫尔半径长度，估算了电子的最大能量。在 M_A = 170 和 \omega_{pe}/\Omega_{ce} = 120 的一些实际条件下，估计仅在STR内瞬间最大能量约为 10 MeV。
引用
@article{arxiv.1004.2771,
title = {Structure of a strong supernova shock wave and rapid electron acceleration confined in its transition region},
author = {Nobue Shimada and Masahiro Hoshino and Takanobu Amano},
journal= {arXiv preprint arXiv:1004.2771},
year = {2010}
}
备注
30 pages, 11 figures