壳层超新星遗迹、超新星遗迹—分子云系统中的非热辐射研究

论文摘要

超新星遗迹可发出从射电到伽马射线波段的非热辐射,其中的高能粒子分布及伽玛射线辐射起源属于当前天体物理研究中的热点问题。我们系统地研究了一超新星遗迹的高能粒子分布及非热辐射性质。基于单区辐射模型,假定粒子分布,计算了同步辐射、逆康普顿散射、P-P相互作用过程产生的辐射谱,利用MCMC方法限定模型参数,通过与观察结果的比较获得了遗迹中的粒子分布及辐射特征。对壳层超新星遗迹RX J1713.7-3946、HESSJ1731-347、RXJ0852.0-4622和R-CW 86,我们假定粒子分布为幂律谱加高能截断。在轻子模型下,它的射电及X射线波段的非热辐射起源于电子的同步辐射,而伽马射线起源于这些电子的逆康普顿散射,电子的谱指数αe在1.7-2.4之间,电子的Cutoff能在11-45 TeV之间;此外,磁场B在6-24μG之间,电子总能量We处于（3-11）×1047 erg;在强子模型假设下,伽马射线源于高能质子与周围质子发生的P-P相互作用,质子的谱指数αp在1.4-1.8之间,质子的Cutoff能在15-58 TeV之间,质子总能量Wp处于（6-7）×1049erg。对超新星遗迹-分子云相互作用系统IC443、W44、W 51C、W49B、Kes41和Puppis A,伽马射线产生于p-p相互作用,假设质子分布函数为平滑的双幂率截断和双幂率截断分布,研究结果显示,它们的分段能在20-30GeV之间,谱指数αp在1.8-2.0之间。最后,我们对自由参数与超新星遗迹年龄的相关性做了研究,壳层超新星遗迹的磁场B、电子总能量We以及质子总能量Wp与遗迹的年龄之间存在正相关性,Cutoff能与年龄存在反相关性;超新星遗迹-分子云系统中参数与遗迹的年龄之间没有直接关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 超新星遗迹简介
•   1.2 超新星遗迹的辐射特征
•   1.3 银河宇宙线起源
•   1.4 超新星遗迹的伽马射线
• 第二章 模型
•   2.1 辐射模型
•     2.1.1 同步辐射
•     2.1.2 逆康普顿散射
•     2.1.3 质子-质子相互作用
•     2.1.4 非热韧致辐射
•   2.2 粒子分布函数
•   2.3 马尔科夫链蒙特卡洛算法
• 第三章 壳层超新星遗迹
•   3.1 壳层SNR多波段能谱分布
•     3.1.1 轻子情况
•     3.1.2 强子情况
•   3.2 壳层SNR伽马射线谱
•   3.3 小结
• 第四章 超新星遗迹与分子云系统
•   4.1 SNR-MC多波段能谱分布
•     4.1.1 平滑截断幂率分布（Smoothed Broken Power-Law）
•     4.1.2 截断幂率分布（Broken Power-Law）
•   4.2 SNR-MC伽马射线谱
•   4.3 小结
• 第五章 总结与展望
• 附录A 壳层SNR伽马射线谱拟合结果
• 附录B 拟合结果
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 任亮亮

导师: 方军

关键词: 超新星遗迹,宇宙线,非热辐射,伽马射线

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 云南大学

分类号: P145.3

总页数: 90

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