The reduction of distant blazars’ inverse Compton cascade emission by plasma instability induced beam plateauing
The reduction of distant blazars’ inverse Compton cascade emission by plasma instability induced beam plateauing
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通过等离子体不稳定性引起的束流平台减少远距离耀变体逆康普顿级联发射
DOI：
10.1093/mnras/stv232
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发表时间：
2015
影响因子：
4.8
通讯作者：
Schlickeiser
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Menzler;Schlickeiser
来自遥远耀变体的TeV γ射线被河外背景光衰减后产生相对论性电子-正电子对准直光束。穿过星系际介质的双光束不稳定的静电和电磁性质的线性双流不稳定性。我们调查的情况下，弱耀变体产生的静电湍流的反反应导致一个平行的电子能谱的平台。我们确定的逆康普顿级联通量减少以上的一定的归一化能量xl导致从合并的等离子体效应的束粒子分布函数。提出了一个有理函数RS（xl），它给出了稳态情况下的精确折减因子，以及在燃烧情况下的一个很好的近似。对于一个典型的blazar的情况下，级联通量减少因子超过10 GeV的是10.1。应用我们的研究结果的光谱1 ES 0229+200表明，纳入等离子体效应导致一个自然的解释减少观察到的GeV通量。因此，几位作者为了解释通量减少而忽略等离子体效应而提出的星系际磁场强度下限的主张受到了质疑。
The attenuation of TeV γ-rays from distant blazars by the extragalactic background light produces collimated relativistic electron–positron pair beams. The pair beams traversing the intergalactic medium are unstable to linear two-stream instabilities of both electrostatic and electromagnetic nature. We investigate the case of weak blazars where the back reaction of generated electrostatic turbulence leads to a parallel plateauing of the electron energy spectrum. We determine the inverse Compton cascade flux reduction above a certain normalized energyxlresulting from the incorporation of plasma effects on the beam particles distribution functions. A rational functionRS(xl) is presented, which gives the exact reduction factor in the steady-state case as well a good approximation in the flaring case. For a typical blazar scenario, the cascade flux reduction factor above 10 GeV is ∼0.1. Application of our findings to the spectrum of 1ES 0229+200 shows that the incorporation of plasma effects leads to a natural explanation of the reduced observed GeV flux. Claims on the lower bound of the intergalactic magnetic field strengths, made by several authors to explain the flux reduction while neglecting plasma effects, are thus put into question.
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通讯作者：
T. Felten