相对论冲击波对超高能宇宙射线的加速机制
天体物理学
2009-10-31 v2
摘要
我们考察了在伽玛射线暴(GRB)的相对论火球模型中产生的、相对于来流介质具有洛伦兹因子\Gamma_s>>1的超相对论冲击波上 Charged 粒子的加速。我们表明，对于Fermi式冲击加速，来流介质中初始各向同性的粒子在首次冲击越野周期中可获得约\Gamma_s^2的能量因子，但后续冲击越野周期的能量因子仅为约2，因为在现实的偏转过程中，粒子在重新越过冲击前来流介质尚未完全各向同性。我们评估了该过程可达到的最大能量及其效率，表明对于典型星际介质中的GRB火球，这些因素排除了由冲击波产生能量在10^{18.5}-10^{20.5} eV范围内的超高能宇宙射线(UHECRs)。然而，我们提出在中子星双星作为GRB祝文体系中，由这些系统产生的脉冲风气泡中的相对论离子可被冲击波加速。我们指出，若已知的双星脉冲星系统具有代表性，则该过程的最大能量、效率及谱线可解释观察到的UHECRs群体。
引用
@article{arxiv.astro-ph/9812316,
title = {Ultra-high-energy cosmic ray acceleration by relativistic blast waves},
author = {Yves A. Gallant and Abraham Achterberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9812316},
year = {2009}
}
备注
Accepted for MNRAS (Letters), with minor revisions. LaTeX, 5 pages, uses mn.sty