超新星残留体的同步辐射理论

我们应用时间依赖的非线性动力学理论来研究超新星残留体（SNR）中 cosmic ray（CR）加速的性质，尤其是表面亮度-直径（$\Sigma-D$）关系。对各种相关物理参数范围（即环境密度和超新星爆炸能量）进行详细数值计算。假设 SNR 中的磁场通过有效加速核 CR 成分而显著被放大。由于加速的 CR 数量不断增长，预计在自由扩张阶段的 SNR 亮度会增加，随后在 Sedov 阶段开始时达到峰值，然后再次下降，因为在该阶段整体 CR 数量几乎保持不变，而有效磁场随时间而减弱。理论预测的射电范围内的亮度-直径关系为 $\Sigma_\mathrm{R}\propto D^{-17/4}$，这在观测数据中表现得很满意。观测到的在给定 SNR 大小 $D$ 时的 $\Sigma_\mathrm{R}$ 范围是超新星爆炸能量和星际介质密度范围的结果。