第谷超新星遗迹中的 X 射线条纹：非线性宇宙线驱动不稳定性的同步辐射足迹
高能天体物理现象
2011-06-23 v1
摘要
Chandra 对第谷超新星遗迹 (SNR) 的高分辨率观测揭示了在该遗迹某些局部区域存在若干组准稳态、高发射率、近乎平行的 X 射线条纹。这些条纹极有可能是宇宙线 (CR) 在 SNR 激波处产生的磁湍流所致。然而，要出现这种惊人规则的条纹图样，需要多种激波-等离子体现象同时作用，且大多数磁场放大模型并未预言此现象。对这些条纹的一致解释可提供关于强无碰撞激波中高效 CR 加速与磁场涨落之间复杂非线性等离子体过程的信息。本文所述的非线性扩散激波加速 (NL-DSA) 模型包含了由宇宙线电流驱动不稳定性引起的磁场放大，确实预言了与第谷 SNR 同步辐射观测一致的条纹。我们认为，局域环境平均磁场几何结构决定了条纹的取向，因此可通过高分辨率 X 射线成像予以重建。产生这些条纹的 CR 质子的估计最高能量为 \,eV。此外，该模型预言条纹伴随有特定的 X 射线偏振图样，偏振度约为 50%，这可由未来的 X 射线偏振测量任务进行检验。
引用
@article{arxiv.1106.3441,
title = {X-ray Stripes in Tycho's Supernova Remant: Synchrotron Footprints of a Nonlinear Cosmic Ray-driven Instability},
author = {A. M. Bykov and D. C. Ellison and S. M. Osipov and G. G. Pavlov and Yu. A. Uvarov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1106.3441},
year = {2011}
}
备注
Astrophysical J. Letter in press, 5 pages, 2 Figures