扩散激波加速对超新星遗迹中非平衡电离的作用

我们展示了半解析计算的结果，这些结果清晰地证明了在经历有效扩散激波加速 (DSA) 的超新星遗迹正向激波后方，非平衡电离发生了变化。粒子（即宇宙线）的有效加速降低了激波温度并提高了激波气体的密度，从而改变了等离子体的电离状态，这与测试粒子近似（其中宇宙线仅获得激波能量的可忽略部分）形成对比。测试粒子情形与有效加速情形之间的差异是显著的，并且在慢速和快速温度平衡速率下都会出现：在加速效率更高的情况下，特定的离子态在更低的电子温度下更为丰富。我们还展示了结果，表明在有效激波加速情形下，比测试粒子情形更靠近激波前沿处就能达到更高的电离分数，这清楚地表明 DSA 可能增强热 X 射线的产生。我们将此归因于更高的激波后密度，这导致了更快的电子温度平衡和更高的电离速率。这些空间差异应可通过当前和未来的 X 射线任务分辨，并可用作估算宇宙线修正激波中加速效率的诊断工具。