宇宙线的超新星遗迹起源

论文摘要

宇宙线的起源是高能天体物理的核心问题之一.一直以来,超新星爆发被认为是能谱膝区以下宇宙线的主要来源.多波段观测表明,超新星遗迹有能力加速带电粒子至亚PeV (1015eV)能量.扩散激波加速被认为是最有效的天体高能粒子加速机制之一,而超新星遗迹的大尺度激波正好为这一机制提供平台.近年来,一系列较高精度的地面和空间实验极大地推动了对宇宙线以及超新星遗迹的研究.新的观测事实挑战着传统的扩散激波加速模型以及其在银河系宇宙线超新星遗迹起源学说上的应用,深化了人们对宇宙高能现象的认识.结合超新星遗迹辐射能谱的时间演化特性,构建的时间依赖的超新星遗迹粒子加速模型,不仅能够解释200 GV附近宇宙线的能谱反常,还自然地形成能谱膝区,甚至可以将超新星遗迹粒子加速对宇宙线能谱的贡献延伸至踝区.该模型预期超新星遗迹中粒子的输运行为表现为湍流扩散,这需要未来的观测以及与粒子输运相关的等离子体数值模拟工作来进一步验证.

论文目录

• 1 引言
• 2 经典的银河系宇宙线超新星遗迹起源模型
•   2.1 扩散激波加速的概率模型
•   2.2 输运方程的稳态解
•   2.3 扩散系数
•   2.4 非线性扩散激波加速
•   2.5 超新星遗迹的激波
•   2.6 宇宙线的传播
•   2.7 太阳风对宇宙线的调制
• 3 时间依赖的超新星遗迹粒子加速模型
•   3.1 时间依赖的扩散激波加速
•   3.2 亚膝区宇宙线能谱的形成
•   3.3 超膝区宇宙线能谱的拟合
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张轶然,刘四明

关键词: 宇宙线,星际介质超新星遗迹,粒子加速,激波

来源: 天文学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 中国科学院紫金山天文台中国科学院暗物质和空间天文重点实验室,中国科学技术大学天文与空间科学学院

基金: 国家自然科学基金项目(U1738122,U1931204,11761131007),国家重点研发计划(2018YFA0404203),中国科学院国际合作重点项目(114332KYSB20170008)资助

分类号: P172.4;P145.3

DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2019.05.007

页码: 64-85

总页数: 22

文件大小: 1403K

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