A fully kinetic model for orphan gamma-ray flares in blazars
A fully kinetic model for orphan gamma-ray flares in blazars
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耀变体中孤儿伽马射线耀斑的全动力学模型
DOI：
10.1093/mnras/stab562
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发表时间：
2021
影响因子：
4.8
通讯作者：
Sironi, Lorenzo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sobacchi, Emanuele;Nättilä, Joonas;Sironi, Lorenzo
耀变体发出高度可变的非热光谱。通常认为，相同的非热电子负责红外-光学-紫外发射（通过同步加速器）和伽马射线发射（通过逆康普顿）。因此，这两个波段的光变曲线应该是相关的。孤儿伽马射线耀斑（即缺乏发光的低频对应物）挑战了我们对耀变体的理论理解。通过大尺度二维辐射粒子模拟，我们发现孤立γ射线耀斑可能是湍流磁主导对等离子体中粒子扰动的自洽副产品。被激励的粒子通过逆康普顿散射外部辐射场产生伽马射线耀斑，而同步加速器的光度被严重抑制，因为粒子几乎沿着局部磁场的方向被加速。逆康普顿光度与同步辐射光度的比值对湍流涨落的初始强度很敏感（较大程度的湍流涨落会削弱赋能粒子的各向异性，从而增加同步辐射光度）。我们的研究结果表明，各向异性的非热粒子人口是关键的blazar发射建模。
Blazars emit a highly variable non-thermal spectrum. It is usually assumed that the same non-thermal electrons are responsible for the IR-optical-UV emission (via synchrotron) and the gamma-ray emission (via inverse Compton). Hence, the light curves in the two bands should be correlated. Orphan gamma-ray flares (i.e. lacking a luminous low-frequency counterpart) challenge our theoretical understanding of blazars. By means of large-scale two-dimensional radiative particle-in-cell simulations, we show that orphan gamma-ray flares may be a self-consistent by-product of particle energization in turbulent magnetically dominated pair plasmas. The energized particles produce the gamma-ray flare by inverse Compton scattering an external radiation field, while the synchrotron luminosity is heavily suppressed since the particles are accelerated nearly along the direction of the local magnetic field. The ratio of inverse Compton to synchrotron luminosity is sensitive to the initial strength of turbulent fluctuations (a larger degree of turbulent fluctuations weakens the anisotropy of the energized particles, thus increasing the synchrotron luminosity). Our results show that the anisotropy of the non-thermal particle population is key to modelling the blazar emission.
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影响因子：
4.8
作者：
I. Christie;M. Petropoulou;L. Sironi;D. Giannios
通讯作者：
I. Christie;M. Petropoulou;L. Sironi;D. Giannios
DOI：
10.3847/1538-4357/ab4c33
发表时间：
2019-09
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
L. Comisso;L. Sironi
通讯作者：
L. Comisso;L. Sironi
DOI：
10.3847/2041-8213/ab93dc
发表时间：
2020-04
期刊：
The Astrophysical Journal Letters
影响因子：
--
作者：
L. Comisso;E. Sobacchi;L. Sironi
通讯作者：
L. Comisso;E. Sobacchi;L. Sironi
相对论无碰撞冲击的模拟：冲击结构和粒子加速度
DOI：
10.1063/1.2141897
发表时间：
2005
期刊：
arXiv: Astrophysics
影响因子：
--
作者：
A. Spitkovsky
通讯作者：
A. Spitkovsky
相对论剪切流中重连接驱动的粒子加速
DOI：
10.3847/2041-8213/abd9bc
发表时间：
2021
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Sironi, Lorenzo;Rowan, Michael E.;Narayan, Ramesh
通讯作者：
Narayan, Ramesh