Nonthermal emission properties of the northwestern rim of supernova remnant RX J0852-4622
超新星遗迹（SNR）RX J 0852 -4622（Vela Jr.，G266.6-1.2）是研究多TeV粒子加速和银河系宇宙射线起源的最重要的信噪比之一，因为它具有很强的同步辐射X射线和TeV γ射线辐射，它们都表现出类似于壳的形貌。使用XMM-牛顿档案数据组成的多个指向观测的西北边缘的残余，我们调查的非热X射线发射的空间特性作为一个函数的距离从外部冲击波。所有的X射线光谱都很好地再现了吸收的幂律模型高于2千电子伏。结果发现，光谱表现出逐渐软化，从边缘区域的光子指数2.56到内部区域的2.96。我们表明，这种径向配置文件可以解释为一个逐渐减少的截止能量的电子光谱由于同步辐射冷却。通过使用一个简单的光谱演化模型，包括连续的同步辐射损失，光谱软化可以再现与磁场强度在激波后流小于几十μ G。如果这是SNR壳层中的典型磁场，则伽马射线发射将通过高能电子的逆康普顿散射来解释，该逆康普顿散射也产生同步加速器X射线发射。Nustar和ASTRO-H的未来硬X射线成像观测和切伦科夫望远镜阵列（CTA）的TeV伽马射线观测将使我们能够探索X射线光谱系统软化的其他可能解释。
2013-02-01 astro-ph.HE
Systematic Study of Acceleration Efficiency in Young Supernova Remnants with Nonthermal X-ray Observations
超新星遗迹的同步辐射光谱中的截止能量包含了一个正在进行的粒子加速的关键参数。我们系统地分析了11个年轻的SNR，包括所有的历史SNR，测量截止能量，从而揭示了粒子加速的性质在SNR演化的早期阶段。非热（同步辐射）为主的光谱在类似的外轮辋选择性提取和光谱拟合，因为我们的模型假设，加速电子集中在附近的冲击波前由于同步辐射冷却。截止能量参数（$\varepsilon_0$）和激波速度（$v_{\rm sh}$）以$ \varepsilon_0 \propto v_{\rm sh}^2 η^{-1}$的形式与Bohm因子$η$相关。5个SNR为我们提供了空间分辨的$\varepsilon_0$ - $v_{\rm sh}$图，表明各种粒子加速。在一起考虑所有SNR的情况下，$η$的系统性趋势将$η$与$t$（或$m$的扩展参数）的年龄之间的相关性澄清为$η\propto t^{-0.4}$（$η\propto m^{4}$）。这可能被解释为磁场变得更加湍流和自生，因为粒子随着时间以更大的速率加速。如果我们考虑新观察到的对$η$的时间依赖性，则SNR中达到的最大能量可以更高。
2020-12-02 astro-ph.HE
Jitter radiation as an alternative mechanism for the nonthermal X-ray emission of Cassiopeia A
本文提出抖动辐射作为仙后座A非热X射线发射的替代机制，通过拟合多望远镜光谱，发现其优于标准截断模型，并测得湍流谱指数和最小尺度。
2023-08-30 astro-ph.HE
Energy Spectrum Of Nonthermal Electrons Accelerated At A Plane Shock
利用时间相关的扩散激波加速（DSA）模拟方法，计算了在准平行磁场作用下，平面激波中宇宙线质子和电子的能谱，包括同步辐射和逆康普顿散射引起的能量损失。采用热漏注入模型和玻姆型扩散系数。当DSA能量增益与同步加速器/IC能量损失相平衡后，激波处的电子能谱趋于稳定，并在平衡动量p_{eq}处截止。在激波后区，由于能量损失，电子能谱的截止动量随离激波的距离而减小，电子空间分布的厚度与p^{-1}成正比。因此，当p_{br} <p< p_{eq}时，下游积分谱的斜率变陡一个p的幂，其中破裂动量随冲击年龄减小，公式为p_{br} \propto t^{-1}。在CR修正激波中，质子和电子能谱都呈现出凹曲率，偏离正则试验粒子幂律，在截止动量附近，上游积分电子能谱可能优于下游积分电子能谱。因此，X射线同步辐射截止附近的光谱形状可以揭示非线性DSA的特征。
2011-02-15 astro-ph.HE
Synchrotron cutoff in Ultraluminous X-ray sources
本文提出同步加速辐射机制解释超亮X射线源的光谱截断，通过分析NGC 5907 ULX1和NGC 7793 P13的NuSTAR数据，拟合不同纬度发射，并指出多数ULX可能为中子星。
2023-02-22 astro-ph.HE
The shape of the cutoff in the synchrotron emission of SN 1006 observed with XMM-Newton
年轻超新星遗迹边缘的同步加速器X射线辐射使我们能够研究在冲击波前沿加速的电子的高能尾部。X射线光谱的分析可以提供有关限制电子在加速过程中获得的能量的物理机制的信息。我们的目的是验证是否在SN 1006的最大电子能量是有限的同步辐射损失，并在获得的X射线同步辐射的截止形状的信息。我们分析了XMM-牛顿SN 1006大型计划的深层观测。我们进行了空间分辨光谱分析的一组小区域的非热肢和研究的X射线光谱，采用模型，假设不同的电子光谱。我们发现，损失限制模型对所有的谱都有最好的拟合，这表明电子动量（p）分布的截止形状为exp[-（p/p_cut）^2]。我们还检测到残余的热辐射从冲击环境介质，并证实了以前的估计的可靠性冲击后的密度。我们的研究结果表明，辐射损失在塑造SN 1006的电子光谱中起着重要的作用。
2013-06-25 astro-ph.HE
A Chandra View Of Nonthermal Emission In The Northwestern Region Of Supernova Remnant RCW 86: Particle Acceleration And Magnetic Fields
超新星遗迹（SNRs）的冲击波被认为可以将粒子加速到宇宙射线（CR）能量。由于CR在激波区域中传播而引起的磁场的放大预计会对加速粒子群的发射以及加速过程本身产生影响。使用95 KS观测与先进的CCD成像光谱仪（ACIS）板载钱德拉X射线天文台，我们映射和表征的同步辐射发射材料在西北地区的RCW 86。我们从几个不同的区域，散射和扩散一样，发射出现主导的同步辐射的光谱模型。Chandra的精细空间分辨率使我们能够在该区域的3个不同的非热边缘获得准确的发射轮廓。这些细丝的窄宽度（l = 10“-30”）将冲击后区域的最小磁场强度限制在约80 μG。
2013-09-11 astro-ph.HE
Synchrotron Circular Polarization in Gamma-Ray Burst Prompt Optical Emission: Relativistic Thermal Electron Contribution
本文研究了伽马射线暴瞬时光学辐射中，相对论性热与非热电子混合分布产生的同步回旋圆偏振，发现混合模型的圆偏振度随电子温度降低而显著升高，且随光学深度增加的下降速度慢于线偏振度。
2025-05-28 astro-ph.HE
Modeling the shock-cloud interaction in SN 1006: unveiling the origin of nonthermal X-ray and gamma-ray emission
超新星遗迹SN 1006是一个高能粒子源，其西南边缘与密集的环境云相互作用，因此是一个有希望的伽马射线强子发射区域。我们的目标是描述的物理和非热辐射与激波云相互作用，以获得云的物理参数（数据分析约束较差），以确定观测到的空间变化的X射线同步辐射的光谱特性的起源，并预测光谱和形态特征的γ射线发射。我们进行了三维磁流体动力学模拟模拟SN 1006的演变及其与周围云的相互作用，并探索了不同的模型设置。利用REMLIGHT程序对模型结果进行模拟，合成同步辐射X射线辐射，并与实际观测值进行比较，以约束模型参数。我们还合成了轻子和强子的伽马射线发射的模型，推导出的强子的能量含量的限制在西南翼加速。我们发现，SN 1006激波阵面与密度为0.5 cm^-3的均匀云团的碰撞可以解释观测到的形态、X射线同步辐射截止频率的方位角变化以及相互作用区的激波自行。我们的结果表明，在西南翼强子总能量的上限是2.5e49尔格。
2016-06-28 astro-ph.HE
Limb-Brightened Jet in M87 from Anisotropic Nonthermal Electrons
针对相对论喷流边缘增亮结构难以模拟的问题，提出基于各向异性非热电子的发射模型，结合GRMHD和GRFFE模拟重现M87喷流多尺度边缘增亮特征，给出可检验的高频观测预测，为河外喷流统一描述奠基。
2025-03-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Synchrotron Polarization of Relativistic Thermal Electrons
在某些同步辐射源中，相对论电子同时被一阶和二阶费米加速，其能量分布呈现出热能和非热能的混合形状。最近的一些数值模拟支持这种粒子加速结果。我们利用这个电子能量分布计算了同步加速器的偏振。以活动星系核（AGN）喷流和伽马射线暴（GRB）为例，给出了偏振度。还提到了Sgr A* 的极化研究的可能应用。最后，我们建议对这些同步辐射源进行高能偏振测量来检验我们的结果。
2018-03-05 astro-ph.HE
A Deep X-ray View of the Synchrotron-Dominated Supernova Remnant G330.2+1.0
我们提出了中等深度（125公里）{ \it XMM-Newton}观测超新星遗迹G330.2 $+$ 1.0。这个遗迹是少数几个已知的属于“同步加速器主导”类别的遗迹之一，其发射几乎完全由非热连续体主导。以前的X射线观测只能表征少数区域的光谱。在这里，我们检查了围绕整个边缘的14个区域的光谱，发现非热发射的光谱特性从前向激波的一个部分到另一个部分并没有以任何系统的方式显著变化，不像这类的其他几个残留物。我们证实了以前的研究结果，幂律指数，$Γ$，范围从约2.1-2.5，而吸收柱密度一般是2.0-2.6 $\times 10^{22}$ cm $^{-2}$之间。与{ \it srcut}模型拟合发现滚降频率的值在10 $^{17.1} - 10^{17.5}$ Hz的范围内，这意味着加速电子的能量为$\sim 100$ TeV。这些值意味着一个$\sim 4600$ km s $^{-1}$的高冲击速度，有利于年轻的残留物。来自内部的漫射发射也是非热源的，对这些区域的拟合产生的值与沿边缘的值相似，也意味着年轻。热辐射是目前在东部，和频谱是一致的$\sim 650$公里秒$^{-1}$冲击波遇到星际或拱星材料的密度为$\sim 1$厘米$^{-3}$。
2018-02-08 astro-ph.HE
Cosmic Ray Acceleration and Nonthermal Radiation at Accretion Shocks in the Outer Regions of Galaxy Clusters
宇宙学模型预测，外部吸积激波形成于星系团的外部区域，这是由于超音速气体从宇宙网中的细丝和空隙中进入。它们的特征是具有高的音速马赫数和阿尔文马赫数，$M_s\sim10-10^2$和$M_A\sim10^2-10^3$，并传播到$β\equiv P_g/P_B\gtrsim10^2$的弱磁化等离子体中。虽然强烈的吸积冲击被认为是宇宙射线（CR）的有效加速器，但星系团周围的冲击加速CR的非热特征尚未得到证实，并且这种冲击的详细加速物理尚未被理解。在这项研究中，我们首先建立通过二维粒子在细胞模拟，在强高$β$冲击电子可以通过随机费米加速预激励由于离子韦伯不稳定性的冲击过渡区，可能随后注入扩散冲击加速。因此，我们建议，从传统的热漏注入导出的模型可以用于电子和离子的加速吸积冲击以及。应用这些分析模型的数值激波区确定的结构形成模拟，我们估计非热辐射，如同步辐射和逆康普顿（IC）发射由于CR电子，和$π^0$ -衰减$γ$ -射线由于CR质子，周围的模拟集群。我们的模型与注入参数，$Q\approx3.5-3.8$，预测合成同步辐射图，这似乎与最近的后发座星系团的射电观测一致。然而，从吸积激波中探测非热IC X射线和$γ$射线将是相当具有挑战性的。我们建议，建议的分析模型可能会被采纳为通用配方CR生产宇宙学冲击。
2022-12-14 astro-ph.HE
The Generation of Nonthermal Particles in the Relativistic Magnetic Reconnection of Pair Plasmas
用粒子模拟方法研究了正负电子等离子体磁重联中的粒子加速。研究发现，当重联流出速度（已知为阿尔文速度）为光速量级时，X型中性线周围的感应电场会产生大量的非热粒子。在这种相对论重联区中，我们还发现电子和正电子在相对论Speiser运动下沿重联电场漂移，形成了类似幂律的能量分布。简要讨论了这些结果的相关性的电流片结构，其中有一个反平行磁场的天体物理源的同步辐射，提出。
2014-02-28 astro-ph.HE
Rapid TeV Flaring in Markarian 501
在含时单区同步辐射自康普顿（SSC）模型框架下研究了Markarian 501的TeV快速耀斑。在该模型中，电子通过随机粒子加速被加速到超相对论能量并随时间演化，同步辐射光子的同步辐射和逆康普顿散射产生非热光子。此外，在耀斑前的非热光子产生的相对论电子在稳定状态和耀斑期间产生的电子，其注入率在一定的时间间隔内发生变化。将该模型应用于2005年7月9日的Markarian 501快速耀斑，得到了耀斑前和耀斑期间的多波长光谱。结果表明，通过改变电子注入速率，可以再现耀斑的时间相关性质，并给出一个清晰的正则逆时针环。
2016-09-28 astro-ph.HE
Nonthermal emission model of isolated X-ray pulsar RX J0420.0-5022
本文对孤立脉冲星RX J 0420.0 -5022观测到的X射线谱的热辐射模型给出了另一种理论解释。众所周知，相对论粒子在脉冲星表面的分布函数是一维的。然而，回旋不稳定性导致相对论性电子的横动量的出现，其结果是，开始在同步加速器制度辐射。本文从Vlasov动力学方程出发，研究了由回旋不稳定性引起的准线性扩散过程。该机制提供了在光圆柱长度尺度上的光学和X射线发射的产生。对RX J0420.0-5022的三个存档XMM-牛顿观测值进行分析。考虑到同步辐射理论的不同方法，得到的光谱能量分布与观测数据符合得很好。用冷星际物质吸收的同步辐射模型谱和一般假定的黑体吸收模型对X射线谱进行了拟合。
2013-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Modelling the $γ$-ray variability of 3C 273
在含时单区同步辐射自康普顿（SSC）模型框架下研究了3C 273中MeV-GeV $γ$射线爆发。在该模型中，电子通过随机粒子加速被加速到超相对论能量并随时间演化，同步辐射光子的同步辐射和逆康普顿散射都产生了非热光子。此外，非热光子在静止期间由处于稳定状态的相对论电子产生，而在爆发期间由其注入速率在一定时间间隔内改变的电子产生。将该模型应用于2009年9月3C 273的Fermi-LAT观测到的两次异常明亮的$γ$射线爆发，分别得到了爆发态和静止态的多波长光谱.我们的结果表明，通过采用适当的电子布居注入率函数，可以再现爆发的时间相关性质。
2016-08-01 astro-ph.HE
Relativistic Nonthermal Particle Acceleration in Two-Dimensional Collisionless Magnetic Reconnection
磁重联，特别是在相对论范围内，提供了一个有效的机制，加速相对论粒子，从而提供了一个有吸引力的物理解释，非热高能辐射从各种天体物理来源。我提出了一个简单的分析模型，阐明了负责重连驱动的相对论非热粒子加速（NTPA）在大系统，等离子体团占主导地位的制度在两个维度的关键物理过程。该模型的目的是解释的数值观测依赖性的幂律指数$p$和高能量截止$γ_c$的非热粒子能谱$f(γ)$上的环境等离子体磁化$σ$，和（$γ_c$）的系统大小$L$。在这个自相似模型中，高能粒子被面外重联电场$E_{\rm rec}$连续加速，直到它们被重联磁场磁化，并最终被捕获在足够大的等离子体团中。该模型还包括扩散费米加速粒子反弹快速移动的等离子体团。我认为，电加速和磁化之间的平衡控制的幂律指数，而捕获在等离子体团管理的截止，从而绑粒子能谱的等离子体团分布。
2020-07-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Evolving Nonthermal Electrons in Simulations of Black Hole Accretion
目前对黑洞周围热吸积流的模拟假设要么是单温气体，要么最多是含有热离子和电子的双温气体。然而，像磁重联和冲击这样的过程可以将电子加速到非热分布，这在许多系统中发现的非常低的密度下不会迅速热化。这种非热电子被用来解释银河系中心的黑洞人马座A*（Sgr A*）的红外和X射线光谱以及强烈的可变性。本文提出了一种在GRMHD程序KORAL中计算非热电子布居自洽演化的方法。电子分布在洛伦兹因子空间中被跟踪，并在空间和时间中与热电子、热离子和辐射平行地演化。在本研究中，为了简单起见，能量注入到非热分布被视为一个固定的分数的本地电子粘性加热速率。数值计算结果与低质量吸积率类似的Sgr A* 的模型。我们发现非热电子群的存在对系统的整体动力学特性的影响可以忽略不计。由于我们简单的均匀粒子注入处方，在非热模拟的辐射功率增强在大半径。的非热电子的能量分布示出同步加速器冷却中断，与中断洛伦兹因子随位置和时间而变化，反映了复杂的相互作用之间的局部粘性加热速率，磁场强度，和流体速度。
2017-06-12 astro-ph.HE
Particle Acceleration and Nonthermal Emission at the Intrabinary Shock of Spider Pulsars. I: Non-Radiative Simulations
针对蜘蛛脉冲星双星内激波的X射线非热辐射，研究用二维PIC模拟揭示磁条带重联、上游电场及等离子体团随机相互作用对粒子的加速机制，并验证光谱和光变曲线与观测吻合。
2024-04-03 astro-ph.HE
Hard Synchrotron Spectra from Magnetically Dominated Plasma Turbulence
天体物理非热源的同步辐射通常假定发射粒子是各向同性的。通过大规模的二维和三维粒子模拟，我们证明了磁主导（$σ_0\gg1$）湍流在对等离子体中的耗散导致强各向异性的粒子分布。在洛伦兹因子$\sim σ_0 γ_{th0}$（这里，$γ_{th0}$是初始洛伦兹因子）下，粒子速度优先与局部磁场对齐;相反，最高能量粒子大致各向同性。这种能量依赖的各向异性导致同步辐射光谱通量$νF_ν\propto ν^s$，这是比各向同性粒子更难。值得注意的是，对于$σ_0\gg1$，我们发现，固体角平均光谱斜率在缓慢冷却制度是$s\sim 0.5-0.7$的湍流波动，$0.25\lesssim δB_{\rm rms0}^2/B_0^2\lesssim 4$范围很广，尽管显着变化的幂律能谱的非热粒子。这是因为较弱的湍流水平会产生较强的各向异性，从而抵消了较陡的粒子谱的影响。如果观测者在垂直于平均磁场的平面上，同步加速器光谱的斜率可能更大，即$s\gtrsim 0.7$。我们的结果是独立的域的大小和维数。我们的研究结果可能有助于解释天体物理非热源的硬同步辐射光谱的起源，特别是脉冲星风星云的射电光谱。
2020-05-25 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
The loss-limited electron energy in SN 1006: effects of the shock velocity and of the diffusion process
SN 1006同步加速器X射线辐射的光谱形状揭示了辐射损失在形成电子光谱的高能尾部中所起的基本作用。我们分析了XMM-牛顿SN 1006大型程序的数据，并确认在两个非热肢的损失限制模型正确地描述了所观察到的光谱。我们研究了观测到的同步辐射截止能量在壳层上变化的物理根源。我们调查的冲击速度和电子陀螺因子所起的作用。我们发现，同步加速器X射线辐射的截止能量在激波经历最高平均速率的区域达到最大值。这一结果与损失限制框架一致。我们还发现，在两个非热肢体的SN 1006的电子加速收益接近玻姆扩散极限，陀螺因子在1.5-4的范围内。最后，我们调查可能的解释，在热肢的截止能量测量值低。
2013-09-05 astro-ph.HE
Synchrotron Polarization Radiative Transfer: Relativistic Thermal Electrons Contribution
相对论性热电子在大尺度磁场中运动可以产生同步辐射。相对论热电子也可以产生线性同步极化。本文利用热-非热混合电子能量分布计算圆同步辐射偏振。在考虑热电子贡献的情况下，我们进一步计算了同步辐射偏振在光学和无线电波段的辐射转移。我们尝试将极化结果应用于一些天体，如千新星（如AT 2017 gfo/GW 170817）、快速射电暴（FRB）、伽马射线暴（GRB）余辉和超新星遗迹（SNR）。当同步辐射源周围介质对偏振光子产生强吸收时，大的辐射转移光学深度会影响这些粒子的小偏振度。在我们的模型中，我们需要一个强磁场来重现在FRB 140514中观察到的线偏振和圆偏振特性。这表明FRB有一个中子星的起源。
2018-06-11 astro-ph.HE
Thermal Components in Gamma-ray Bursts. I. How Do They Affect Non-Thermal Spectral Parameters?
伽马射线暴（GRB）瞬发辐射的光谱成分主要包括两种可能的起源：同步辐射源（非热）和光球源（热）。伽玛暴的典型光谱特性可以用一个主要的非热分量（类能带函数或截止幂律）来模拟，而其中一些伽玛暴还有一个额外的热分量（类普朗克函数）。在本文中，我们研究了热成分对非热光谱参数的影响。我们重点研究了8个{ \it Fermi}伽玛射线暴监测器暴，它们的光谱偏离了唯带函数，并且热分量是显著的。我们将它们分为热次优势组I（例如GRB 110721 A）和热优势组II（例如，GRB 090902B）。假设光谱分量完全归因于非热分量，得到了几个有趣的结果：（i）低能光子指数$α$变硬，（ii）峰值能量$E_{\rm c}$明显变小，位于黑体分量的峰值温度和截断幂律+黑体（CPL+BB）模型的峰值能量之间，（iii）总通量$F$基本相同，（iv）总通量与黑体分量的峰值温度基本相同。（iv）变化（$Δα$和$ΔE_{\rm c}$）与热通量和总通量之间的比值正相关;（v）参数关系（$F-α$、$F-E_{\rm c}$和$E_{\rm c}$ - $α$）也发生了显著变化。两组的γ射线暴显示相同的结果。我们的分析表明，热分量是重要的，它显着影响光谱参数和相应的物理解释。
2019-11-09 astro-ph.HE
Nonthermal radiation from relativistic electrons accelerated at spherically expanding shocks
我们研究了宇宙射线电子在低马赫数的球形膨胀冲击波中加速的能谱的演化以及随后在射电同步辐射中留下的谱特征。与时间相关的模拟扩散冲击加速度（DSA）的电子在测试粒子的限制已被执行的球形冲击与参数相关的典型冲击在集群内介质。在冲击位置的电子和辐射谱可以适当地描述与瞬时冲击参数的测试粒子DSA预测。然而，由于激波压缩比和入射电子通量随时间的变化而逐渐减小，电子和辐射的体积积分谱与试验粒子幂律有较大的偏离，因此，在试验粒子区用简单DSA模型解释观测到的演化激波的射电谱时需要谨慎.
2015-02-07 astro-ph.HE
Time Variability of Nonthermal X-ray Stripes in Tycho's Supernova Remnant with Chandra
通过分析2000、2003、2007、2009和2015年获得的第谷超新星遗迹（SNR）的Chandra数据，研究了SNR西南部同步辐射X射线的时变特征，该区域是硬X射线发射的条带结构。通过比较每个时期获得的X射线图像，我们发现条纹区最北部的一个结状结构在2015年变得特别明亮。我们还发现了一个明亮的平行结构，随着它向外移动，逐渐变得暗淡和狭窄。我们的谱分析表明，不仅非热X射线通量，而且光子指数的结状结构的变化，每年。在2000年至2015年期间，小结节显示$\sim 70\%$变亮和$ΔΓ\sim 0.45$硬化。如果磁场被放大到$\sim 100~\mathrm{μG}$和/或如果磁湍流随时间显著变化，则可以解释时间变化性。
2020-04-15 astro-ph.HE
On the influence of shock-cloud interactions on the nonthermal X-ray emission from the supernova remnant RCW 86
针对超新星遗迹激波环境对非热X射线的影响问题，通过XMM-Newton观测RCW 86激波-云作用区，发现激波遇云减速使热X射线增强、同步X射线偏暗偏软，揭示遗迹差异或源于致密物质团块性。
2023-10-03 astro-ph.HE hep-ex
A Systematic Study of the Thermal and Nonthermal Emission in the Supernova Remnant RCW 86 with Suzaku
超新星遗迹（SNRs）中激波的扩散激波加速被广泛认为是银河系宇宙射线的主要来源。然而，目前还不清楚是什么决定了加速粒子的最大能量。周围环境可能是关键参数之一。SNR RCW 86示出了具有不同空间形态的热和非热X射线发射。这些辐射分别来源于激波加热的等离子体和加速的电子，它们的强度反映了它们的密度分布。因此，残余物提供了一个合适的实验室来测试加速效率和环境之间可能的关联。在本文中，我们提出的结果，空间分辨光谱的整个残余与朱雀。的空间分辨光谱很好地再现与同步辐射和两个组件的光学薄的热等离子体，对应于冲击星际介质（ISM）的kT为0.3-0.6 keV和Fe为主的喷出物的幂律的组合。研究发现，非热分量的光子指数随着受冲击ISM的发射测度的减小而减小，而冲击速度一直保持在较高的水平。这一结果意味着，在RCW 86中的加速电子的最大能量在低密度和较高冲击速度区域中较高。
2016-12-05 astro-ph.HE
The Effects of Cosmic Ray Protons on Galactic Nonthermal Filaments
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Joint ALMA Observatory（ALMA联合天文台）；National Radio Astronomy Observatory（美国国家射电天文台）；Villanova University（维拉诺瓦大学）
研究银河系中心非热细丝的形成机制，通过MHD模拟比较质子主导和轻子主导的宇宙线注入，发现两者差异不大，提出湍流间歇结构作为第三种形成机制。
2026-09-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Nonthermal afterglow of the binary neutron star merger GW170817: a more natural modeling of electron energy distribution leads to a qualitatively different new solution
观测到的中子星合并双星GW 170817的非热余辉光谱从射电到X射线都与激波加速电子的同步辐射一致。然而，以前的余辉模拟研究是基于一个简化的假设，即加速效率非常高，即所有的电子在冲击波加速作为一个非热人口。这影响最小电子能量的估计，因此影响余辉光谱的峰值频率$ν_m$。在这里，我们提出了贝叶斯拟合的观测数据与更自然的电子能量分布，其中的加速效率是一个自由参数。有趣的是，极大似然解决方案被发现与无线电通量低于$ν_m$在早期阶段，在以前的研究中，发现射频总是高于$ν_m$。因此，如果在早期获得足够的低频无线电数据，则可以清楚地检测到GW 170817的$ν_m$通过无线电波段。在新的解决方案中，电子的最低能量被发现接近均分与冲击后的质子，但只有一小部分（$<$ 10\%）的电子被加速为非热粒子。喷流能量和星际介质密度比常规模型增加了1- 2个数量级，但仍与其它约束条件一致。我们鼓励在未来的BNS合并事件的早期阶段采取密集采样的低频无线电数据，这将有可能检测到$ν_m$通道，并对电子能量分布和粒子加速效率产生强有力的约束。
2019-02-05 astro-ph.HE
An X-ray Synchrotron Shell and a Pulsar: The Peculiar Supernova Remnant G32.4+0.1
本文通过深度Chandra观测证实超新星遗迹G32.4+0.1的X射线起源于非热同步辐射，推测其年龄较轻，并探讨了邻近脉冲星PSR J1850--0026及其潜在PWN与该遗迹是否相关的难题。
2024-02-16 astro-ph.HE
Thermal Electrons in GRB Afterglows
到目前为止，几乎所有的多波长长持续时间的伽马射线暴的建模都忽略了同步辐射的电子预计通过冲击波没有加速到幂律分布的显着人口。我们调查的影响，包括热，非加速电子的贡献，同步辐射吸收和发射的标准余辉模型，并表明，这些热电子提供了一个额外的来源不透明的同步自吸收，并产生一个额外的发射组件在更高的能量。额外的不透明度的结果在同步自吸收频率的基准参数的10- 100倍的增加。额外辐射的性质取决于热粒子数的细节，但通常可以观察到，在爆发后几秒钟内，产生的光谱峰值比非热粒子数的辐射亮相似，几天后在毫米和射频下仍可检测到。
2018-11-25 astro-ph.HE
The Transition from Young to Middle-aged Supernova Remnants: Thermal and Nonthermal Aspects of SNR N132D
超新星遗迹（SNRs）是银河系宇宙射线加速器的主要候选者。它仍然是一个悬而未决的问题，当以及如何年轻的SNR，通常表现出强大的同步加速器X射线和GeV和TeV的伽马射线，经历状态过渡到中年SNR为主的热X射线和GeV的伽马射线。大麦云星云中的SNR N132 D是研究这种转变的理想目标，它表现出明亮的X射线和伽马射线，预期年龄约为2500年。我们发现，N132 D有一个温度> 5 keV的接近平衡的等离子体，或一个温度较低（约1.5 keV）的重组等离子体，重组时标（净）为8.8（7.0- 10.0千电子12厘米^-3秒）。结合在铁K线图像中观察到的中心填充形态，我们的结果表明N132 D现在正处于从年轻SNR到中年SNR的过渡阶段。我们已经限制了非热X射线的严格上限。明亮的伽马射线与微弱的非热X射线相比，表明伽马射线起源于强子。从射电到伽马射线的光谱能量分布显示质子截止能量为~30 TeV。这些事实证实了N132 D正处于从年轻到中年SNR的过渡阶段。大于10^51 erg的巨大热能和约10^50 erg的加速质子能量表明超新星爆炸可能非常活跃。
2018-03-26 astro-ph.HE
Efficient Nonthermal Particle Acceleration by the Kink Instability in Relativistic Jets
来自活跃星系的相对论磁化喷流是最强大的宇宙加速器之一，但它们的粒子加速机制仍然是一个谜。我们提出了一个新的加速机制与发展的螺旋扭结不稳定性相对论射流，这导致了有效的转换射流的磁能到非热粒子。大规模的三维从头计算模拟表明，形成的高度纠缠的磁场和大规模的感应电场在整个扭结不稳定区域促进粒子的快速旋转。加速粒子的能量分布发展出一个定义明确的幂律尾，在轻子的情况下延伸到辐射反应限制能量，在离子的情况下延伸到射流的约束能量。当应用到来自活动星系的喷流中的亮结的条件下时，该机制可以解释同步辐射和逆康普顿辐射粒子的光谱，并提供了一种将超高能宇宙射线加速到$10^{20}$ eV的可行方法。
2018-10-11 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Synchrotron Blob Model of Infrared and X-ray Flares from Sagittarius A$^*$
银河系中心的人马座A $^*$拥有一个超大质量黑洞，并表现出各种活跃的现象。除了射电和亚毫米辐射的静态发射外，观测到的近红外和X射线波段的耀斑也频繁出现。我们研究了一个随时间变化的耀斑模型，假设发射是从一个斑点从中心对象弹出。电子服从幂律与指数截止被假定为在有限的时间间隔内注入到斑点。利用2007年4月4日的耀斑观测资料，确定了模型参数的取值。利用近红外和X射线波段的非热同步辐射解释了耀斑辐射的光谱能量分布。模型光变曲线表明，在耀斑的上升阶段，电子加速仍在进行中。同步加速器自康普顿散射也会发射出GeV的伽马射线，尽管它的光度并不受当前模型的严格限制。如果GeV的辐射是微弱的，等离子体团主要是由磁能密度超过电子动能密度。在GeV波段的观测将澄清斑点的起源。
2010-12-15 astro-ph.HE
Synchrotron self-absorption in GRB afterglows: the effects of a thermal electron population
在标准的同步辐射余辉模型中，电子的幂律是光子产生和吸收的所有方面的原因。最近的数值研究表明，下游介质中的绝大多数粒子实际上是“热”粒子，它们被冲击加热，但没有进入费米加速过程（这个名字与非热高能尾形成对比，而不是意味着麦克斯韦分布）。当这些热电子参与余辉时，在光学和更高能量处有实质性的差异，但是沿着这些路线的早期工作忽略了电磁波谱的无线电端。我们在这里报告的扩展以前的蒙特卡罗模拟的伽马射线暴余辉。该模型现在包括同步加速器自吸收（SSA）过程，因此可以模拟整个EM光谱的余辉，并在时间上达到几个数量级。为了与早期的工作保持一致，热电子的加入使SSA频率增加了30倍，射电强度增加了100倍。此外，这些变化的发生没有改变后期的光学或X射线余辉。我们的结果提供了非常有力的证据，热电子必须考虑在任何多波长模型余辉。
2018-04-17 astro-ph.HE
Spatially resolved spectroscopy of nonthermal X-rays in RX J1713.7-3946 with Chandra
年轻的壳型超新星遗迹（SNR）RX J1713.7-3946已被研究作为一个合适的目标，以测试银河系宇宙射线起源的SNR范例。我们提出了一个空间分辨光谱的非热X射线发射在RX J1713.7-3946与钱德拉。为了获得沉积构造及其周围区域的X射线特性，我们将SNR的东南（SE）、西南（SW）和西北（NW）部分划分为典型的几个10”量级的子区域，并从每个子区域提取光谱。它们的光子指数在子区域之间显著不同，范围为1.8 <r < 3。在SE部分中，透明细丝比周围区域更硬（Γ ~ 2.0）。这是在年轻的SNR中经常观察到的共同特征，并且自然地被解释为同步加速器冷却的结果。另一方面，明亮的沉积区不一定与西南部和西北部的最硬区重合。我们还发现西南边界区相当软（Γ ~ 2.7）。此外，我们发现硬区光子指数为2.0-2.2存在周围的明亮的发射，虽然它们位于下游区域，似乎不是冲击波的冲击波阵面。上述两个特征区域都位于靠近星际气体峰的位置。我们讨论了可能的起源的光子指数的空间变化，特别注意冲击云的相互作用。
2018-05-17 astro-ph.HE
Expected gamma-ray emission of supernova remnant SN 1987A
本文用超新星遗迹中宇宙线加速的非线性动力学理论重新研究了SN 1987 A遗迹在5- 100年演化周期内的非热性质。结果表明，核CR的有效生产导致强烈的修改外超新星遗迹激波和一个大的下游磁场$B_\mathrm{d}\approx 20$ mG。需要激波修正和强场来产生所观察到的陡峭的无线电发射光谱，以及对高能电子进行相当大的同步辐射冷却，从而减少它们的X射线同步辐射通量。这些特征也与现有的X射线观测结果相一致。在关于总体磁场拓扑结构和该场的湍流扰动的合理假设下，当前时期在TeV能量处的预期\gr能通量接近$ε_γF_γ\approx 4\times 10^{-13}$ erg cm $^2$ s $^{-1}$。在未来15 ~ 20年内，该源的一般非热强度预计将大致增加2倍;此后，它将以长期形式随时间减少。
2011-03-04 astro-ph.HE
Shock acceleration of electrons in the presence of synchrotron losses: I. test particle theory
本文讨论了在同步辐射能量损失的情况下，电子在非相对论冲击波中的输运方程的半解析解。我们计算了任意扩散系数的激波上游和下游任意点处的加速（测试）粒子谱，并将结果专门用于三种情况：1）动量扩散常数（$D(p)=D_{0}$），2）玻姆扩散（$D(p)\propto p$）和3）柯尔莫哥洛夫扩散（$D(p)\propto p^{1/3}$）。特别重要的是在电子光谱中的截止形状的确定，这取决于在冲击区的粒子感觉到的扩散特性。这种形式可以推广到由加速粒子的动力学反应引起的上游前兆激波的情况。
2009-12-10 astro-ph.HE
Impacts of nonthermal emission on the images of a black hole shadow and extended jets in two-temperature GRMHD simulations
本文通过双温GRMHD模拟和GRRT计算，研究不同电子加热预设与非热电子分布对黑洞阴影图像和宽频带能谱的影响，发现可变kappa eDF下R-beta模型与电子加热模型在高频相似，但在低频图像延展结构和SED行为上存在可区分的差异。
2024-04-25 astro-ph.HE
Modeling Gamma-Ray Burst Spectra with Convolutional Neural Networks: Fast-Cooling Synchrotron Emission in a Decaying Magnetic Field
Yunnan University（云南大学）；Yunnan Normal University（云南师范大学）
开发基于卷积神经网络的谱仿真器，快速计算衰减磁场中的快速冷却同步辐射模型，并应用于Fermi/GBM观测的GRB 231020A时间分辨谱，发现该模型优于标准快速冷却同步辐射模型。
2026-06-04 astro-ph.HE
Effects of a low electron distribution cutoff on multiwavelength spectra and light curves of GRB afterglows
目的：我们调查的行为频率为中心的光变曲线预期内的标准模型的伽马射线暴允许的最大电子能量是一个自由的参数，允许采取较低的值。研究方法：我们求解空间平均动力学方程，该方程描述了粒子和光子的同时演化，获得了作为时间函数的多波长光谱。从这些，我们构建的频率为中心的光变曲线，重点在X射线和光学波段。结果如下：我们表明，在最大电子能量取低值的情况下，所产生的X射线光变曲线显示出一个平台的同步组件给它的地方，同步自康普顿一个在X射线波段。
2011-05-01 astro-ph.HE
Expansion and Age of the X-ray Synchrotron-Dominated Supernova Remnant G330.2+1.0
我们报告了钱德拉对为数不多的银河系超新星遗迹之一的新观测，该超新星遗迹的X射线光谱主要由非热同步辐射（G330.2+1.0）组成。我们发现，在2006年至2017年之间，壳层的某些部分膨胀了约1%，给出了约1000年的自由膨胀（未减速）年龄，这意味着在5 kpc的距离上，那里的激波速度为9000 km/s。在残骸外围的其他地方，特别是在紧凑的结中，可以看到膨胀速度较慢。由于一定发生了减速，我们推断G330.2+1.0的年龄小于1000年。因此，G330.2+1.0是上个千年仅有的四个银河系核心坍缩遗迹之一。大尺寸、低亮度和年轻的年龄需要一个非常低的环境密度，这意味着在星风泡中膨胀。我们认为，在东部，在那里看到一些热发射和膨胀速度慢得多，冲击波已经达到了空腔的边缘。高的激波速度可以很容易地将相对论电子加速到发射X射线的能量。一些小区域显示出10%到20%的亮度变化，既有增亮又有褪色，这种现象以前只在两个超新星遗迹中观察到，表明存在强烈和/或湍流的磁场。
2018-12-17 astro-ph.HE
Time evolution of the synchrotron X-ray emission in Kepler's SNR: the effects of turbulence and shock velocity
本研究利用2006和2014年Chandra/ACIS观测分析开普勒超新星遗迹丝状结构X射线同步辐射通量演化，发现湍流提高加速效率与低速激波增加加速时间的竞争效应在多数区域相互抵消，但在某区域加速时间超过同步辐射时间导致非热X射线发射显著衰退。
2024-07-23 astro-ph.HE
Pitch Angle Anisotropy Controls Particle Acceleration and Cooling in Radiative Relativistic Plasma Turbulence
自然界中最强大的高能量源能够将粒子加速到高能量，并在极短的时间尺度上将其辐射出去，甚至比系统的光穿越时间还要短。尽管有大量的辐射损失，但目前还不清楚是什么物理过程可以产生如此有效的加速。通过辐射粒子模拟，我们表明，磁占主导地位的湍流对等离子体受到强同步辐射冷却产生一个非热粒子光谱硬幂律范围内（斜率$p \sim 1$）在几个涡流周转时间。小俯仰角粒子在突然冷却之前，可能会大大超过标称的辐射反应极限。随着时间的推移，粒子谱变得更硬（$p < 1$），这是由于粒子冷却与能量相关的俯仰角各向异性。得到的同步加速器光谱是硬的（$νF_ν\propto ν^s$和$s \sim 1$）。我们的发现对于理解高能天体物理源的非热发射具有重要意义，最值得注意的是来自蟹状星云的伽马射线暴和伽马射线耀斑的瞬发阶段。
2021-09-06 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Synchrotron-limited Particle Acceleration in Relativistic Shearing Flows
该研究通过数值求解粒子输运方程并结合解析比较，考察轻度相对论性剪切喷流中受同步辐射限制的Fermi型电子加速，表明其可支持γ_e超过约10^8的分布式加速。
2025-07-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Emission Line Variability during a Nonthermal Outburst in the Gamma-Ray Bright Quasar 1156+295
本文介绍了用4.3米洛厄尔发现望远镜获得的$γ$射线亮耀变体1156+295（4C +29.45，Ton 599）的多历元光谱。在2017年末的一次多波长爆发中，当$γ$射线通量增加到$2.5\times 10^{-6} \; \rm phot\; cm^{-2}\; s^{-1}$，并且类星体首次被探测到能量为$\geq100$ GeV时，Mg II $λ2798$发射线的通量发生了变化，Fe发射复合体在较短波长处的通量也发生了变化。这些发射线通量随着高度偏振的光学连续通量而增加，这可能是来自相对论性喷流的同步辐射，相对时间延迟为$\lesssim2$周。这意味着线状发射云位于喷流附近，喷流几乎直接指向视线。来自这些云的发射线辐射位于与正则吸积盘相关的宽线区域之外，可能是种子光子的主要来源，这些种子光子被喷流中的相对论电子向上散射成$γ$射线能量。
2022-01-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Nonthermal emission of supernova remnant SN 1006 revisited: theoretical model and the H.E.S.S. results
根据最近的H.E.S.S.对银河系超新星遗迹SN1006的性质进行了理论上的重新分析。结果利用非线性动力学理论计算了超新星遗迹SN 1006中宇宙射线的动量谱。模型的物理参数-质子注入率，电子-质子比和下游磁场强度-通过拟合的结果所观察到的空间积分同步辐射特性来确定。唯一剩下的未知的天文参数，星周气体数密度，是由伽马射线通量的振幅归一化到观测到的振幅确定的。非热X射线和伽马射线发射的双极形态解释的超热核的优先注入和随后的磁场放大的准平行区域的外超新星冲击。上述参数为所有现有的非热发射数据提供了改进的拟合，包括最近由H.E.S.S.检测到的TeV发射光谱，星周氢气数密度$N_H\approx 0.06 cm^{-3}$接近于从热X射线观测中得出的值。强子和轻子伽马射线的辐射强度相当。在当前时期，加速CR的总能量约为总流体动力爆炸能量的5%，并且预计将随时间以$\approx 2$的因子增加。CR逃逸的SNR的γ射线发射光谱的相关性被证明。结果的总和表明，SN 1006是一个CR源，具有高效率的核CR生产，如银河系CR源所需的，无论是在通量以及在截止能量。
2012-09-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Maximum Energy of Particles Accelerated in Gamma-Ray Burst Afterglow Shocks
Purdue University（普渡大学）；Universidad Nacional de Colombia（哥伦比亚国立大学）；The Open University of Israel（以色列开放大学）；Astrophysics Research Center of the Open University (ARCO), The Open University of Israel（以色列开放大学天体物理研究中心）；The George Washington University（乔治华盛顿大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（纽约联邦研究院计算天体物理学中心）
基于PIC模拟的加速机制，研究伽马射线暴余辉中电子加速的上限及其在同步辐射截断中的观测表现，发现短暴在低密度环境下GeV波段存在显著截断，但当前观测无法区分PIC加速与Bohm极限。
2026-05-22 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Nonthermal and thermal emission from the supernova remnant RX J1713.7-3946
利用超新星遗迹中宇宙线加速的非线性动力学理论研究了超新星遗迹RX J1713.7-3946的性质。非热射电和X射线发射谱以及H.E.S.S.非常高能量的伽马射线发射的测量被用于约束系统的天文和CR加速参数。认为RX J1713.7-3946是一颗II/Ib型核坍缩超新星，具有大质量的前身星，年龄约1600年，距离约1 kpc。此外，还假设CR注入/加速均匀地发生在这种核心塌陷SNR的整个激波表面上。该理论为所有现有的观测数据提供了一致的描述，包括未探测到热X射线以及残骸中X射线和伽马射线发射的空间相关性。具体地说，它表明，一个有效的生产的核CR，导致强冲击修改和一个大的下游磁场强度B_d ~140 mkG可以详细再现所观察到的同步辐射从无线电到X射线频率与γ射线光谱特性的H.E.S.S.望远镜计算结果与RX J1713.7-3946是核宇宙射线的有效来源的结论一致。
2009-10-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radio signatures of AGN-wind-driven shocks in elliptical galaxies: From simulations to observations
Astrophysics Division, Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台天体物理部）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Center for Astronomy and Astrophysics and Department of Physics, Fudan University（复旦大学天文与天体物理中心及物理系）；School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics, Nanjing University（南京大学现代天文与天体物理重点实验室）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
研究通过模拟揭示AGN风驱动激波在射电波段的同步辐射特征，表明该特征可用于探测和表征AGN反馈。
2025-10-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
R-JET: A postprocessing code for radiative transport in relativistic jets
本文介绍后处理辐射输运代码 R-JET，可计算任意光学厚度相对论喷流的光谱、核心位移与亮度分布，并通过测试和模型验证其结构预测能力。
2025-03-13 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
