Nature Physics 1, 77 (2005) | doi: 10.1038/nphys166
せん断残光
ガンマ線バースト(GRB)として知られることの多い宇宙の花火は、爆発の後に低エネルギー光子の残光へと移行する。
有名な火の玉モデルでは、崩壊する星はガンマ線を生ずる相対論的物質ジェットを放出し、それが星間物質と相互作用して残光を生じる。ジェット形状が異なるが、特に均質ジェットあるいは構造化ジェットと呼ばれる2つは得られたデータと一致している。
Frank M. RiegerとPatrick Duffyは、これらのジェットによる粒子のせん断加速度を調べた。粒子は、せん断速度流の中を体系的に移動する不規則な磁場と衝突することにより、エネルギーを獲得する(Astrophys. J. 632, L21-L24; 2005)。彼らは、粒子の加速効率の制約を分析した。弱い(または急速に減衰する)磁場の構造化ジェットでは、電子と陽子は超高エネルギー(電子で1018eV、陽子で1021eV))に達する。しかし、強いジェット磁場では陽子のみが効率的に加速される。したがって、一般的な衝撃加速だけでなく、せん断加速も長い残光を生ずるため、最高エネルギーの宇宙線陽子が観察される。
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