非相对论激波的激波后温度、宇宙线压力与宇宙线逃逸之间的关系
高能天体物理现象
2013-09-19 v3
摘要
超新星遗迹被认为是银河宇宙线的主要来源。这要求至少5%的可用能量转移给宇宙线，意味着超新星遗迹激波下游存在高宇宙线压力。最近，研究表明一些遗迹的下游温度相对于测量的激波速度较低，表明存在加速粒子的额外压力支持。这里我们采用双流体热力学方法，推导激波后宇宙线压力分数与激波后温度之间的关系，假设激波前驱中除绝热加热外没有额外加热，且所有非绝热加热发生在次激波处。推导的关系表明，只有当相当一部分入射能流通量从系统逃逸时，高宇宙线压力分数才可能实现。最近，测量了超新星遗迹RCW 86中一个激波的激波速度和下游质子温度。我们将双流体解应用于这些测量，发现下游宇宙线压力分数至少为50%，宇宙线能流通量逃逸至少为20%。总的来说，为了使5%的超新星能量用于加速宇宙线，对于有效宇宙线绝热指数4/3，平均激波后宇宙线压力需要达到30%。
引用
@article{arxiv.1008.4367,
title = {The relation between post-shock temperature, cosmic-ray pressure and cosmic-ray escape for non-relativistic shocks},
author = {Jacco Vink and R. Yamazaki and E. A. Helder and K. M. Schure},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.4367},
year = {2013}
}
备注
9 pages, 6 color figures. This is updated with a corrected figure 5a and 5b, reflecting an ApJ erratum