粒子的含时激波加速：含时注入的影响及其在超新星遗迹中的应用
高能天体物理现象
2016-08-31 v1
摘要
本文考虑了三种方法来求解描述非相对论性激波处测试粒子含时扩散激波加速的方程。首先，将 Drury (1983) 关于激波处粒子分布函数的解推广至上游与下游加速时间尺度之间的任意关系以及含时注入效率的情形，并导出了分布函数空间依赖关系的三种替代解。随后，提出了求解含时方程的另外两种方法，其中一种不需要 Laplace 变换。最后，讨论了本文更具一般性的解，并特别关注超新星遗迹中的含时注入。结果表明，与上游加速时间尺度占主导的情形相比，加速粒子的最大动量随下游加速时间尺度的增加而向较小动量偏移。含时注入会影响粒子谱的形状。具体而言，i) 与稳态解不同，幂律指数并非仅由激波压缩决定；ii) 超新星爆发后最初几十年内注入效率越高，后期高能截断附近的粒子谱越硬。正如多个示例所证明的，这对于解释超新星遗迹的射电和伽马射线观测尤为重要。
引用
@article{arxiv.1607.07206,
title = {Time-dependent shock acceleration of particles. Effect of the time-dependent injection, with application to supernova remnants},
author = {Oleh Petruk and Bohdan Kopytko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.07206},
year = {2016}
}
备注
MNRAS, accepted