宇宙线加速无碰撞激波处离子温度的X射线谱线诊断
高能天体物理现象
2022-07-27 v2
摘要
通过对激波过渡区的熵产生进行建模，提出了一种新颖的无碰撞激波跳跃条件。我们还计算了超新星遗迹（SNRs）中原子电离平衡与离子温度弛豫的下游演化。SNR 激波中宇宙线（CRs）的注入过程及随后的加速与无碰撞激波的形成过程密切相关。激波的形成由波-粒相互作用引起。由于波-粒相互作用导致电磁场与带电粒子之间的能量交换，与激波过渡相关的粒子随机化可能以电场与电流标积给出的速率发生。我们发现，利用 SNR 中合理强度的电磁场对随机化进行的量级估计限制了 CR 核与离子温度的量。受限的 CR 核数量足以解释银河系宇宙线。离子温度显著低于无 CRs 的情形。为区分无 CRs 的情况，我们对 SNR RCW~86 下游区域的原子线发射进行了合成观测。未来的 {\it XRISM} 与 {\it Athena} 观测可通过离子温度区分 SNR 激波是否加速 CRs。
引用
@article{arxiv.2201.07607,
title = {X-ray Line Diagnostics of Ion Temperature at Cosmic-Ray Accelerating Collisionless Shocks},
author = {Jiro Shimoda and Yutaka Ohira and Aya Bamba and Yukikatsu Terada and Ryo Yamazaki and Tsuyoshi Inoue and Shuta J. Tanaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.07607},
year = {2022}
}
备注
18 pages, 14 figures, 3 tables, accepted for publication in PASJ