高能粒子激波加速与超新星遗迹辐射分布形态
批准号:
11563009
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
方军
依托单位:
学科分类:
恒星晚期演化及爆发、致密天体及其相关高能过程
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
李祥、杨青云、高全归、朱波涛、周宏
中文摘要
宇宙中高能粒子的加速过程与宇宙线起源属于天体物理领域内的热门课题。超新星遗迹作为银河系宇宙线粒子起源的主要候选体,尽管观测已遍及全波段,但其中发生的非相对论激波加速粒子机制、高能伽玛射线起源及各种辐射分布形态产生原因等关键问题尚不明确。. 本项目拟通过hybrid particle-in-cell (PIC)数值模拟方法从第一性原理出发,研究非相对论激波中的粒子加速过程;同时,对超新星遗迹在不同环境下的演化过程开展三维MHD数值模拟研究。结合hybrid PIC数值模拟结果及辐射机制理论,对超新星遗迹的动力学演化和辐射分布形态开展研究,解释观测到的动力学特征及各种超新星遗迹辐射分布形态产生原因,掌握超新星遗迹周围星际介质特征,探究前身星及伴星的星风对遗迹辐射分布形态的影响。
英文摘要
The acceleration processes of charged particles in the universe and the origin of cosmic rays belong to the hot topics in astrophysics. Although the observations on supernova remnants(SNRs), which are the primary candidates of the origin of the Galactic cosmic rays, extend to all wavebands, some key points, such as the acceleration of particles at the nonrelativistic shocks, the origin of the gamma-rays from the SNRs and the mechanisms to produce the various SNRs' morphologies of emission are still unclear now.. This project intends to investigate the particle acceleration at the nonrelativisic shocks from first principles throught the hybrid PIC simulation; moreover, the evolution of the SNRs in different environments are studied via 3D MHD simunation. Combined with the results from the hybrid PIC simulations and the theory of the radiative mechanisms, the dynamical properties of the SNRs and the morphologies of emission can be obtained, and both the detected dynamical properties and the various morphologies can be explained. Furthermore, the properties of the insterstellare medium around the SNRs, and the impact of the winds either from the progenitors or from the companion stars can be derived.
宇宙中高能粒子的加速过程与宇宙线起源属于天体物理领域内的热门课题。超新星遗迹作为银河系宇宙线粒子起源的主要候选体。本项目拟通过数值模拟方法研究非相对论激波中的粒子加速过程,并对超新星遗迹在不同环境下的演化过程开展三维数值模拟研究,解释观测到的动力学特征及各种超新星遗迹辐射分布形态产生原因。我们已通过三维流体力学方法研究了超新星遗迹在各种复杂环境下的演化,并对一些具有特殊形态的超新星遗迹开展了数值研究,成功解释了它们的辐射形态产生机制,进一步弄清了星周介质和抛射介质对遗迹动力学演化特征的影响。另外,采用particle in cell 方法研究了超新星遗迹激波中的粒子加速过程,弄清了早期粒子加速的具体特征。
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Numerically investigating the morphology of the supernova remnant SN 1006 in the ambient medium with a density discontinuity
对具有密度不连续性的环境介质中超新星遗迹 SN 1006 的形态进行数值研究
DOI:
10.1093/mnras/stz3214
发表时间:
2019-11
期刊:
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
影响因子:
4.8
作者:
[Jun Fang, Jingwen Yan, Lu Wen, Chunyan Lu, Huan Yu]
通讯作者:
Huan Yu
Multiband nonthermal radiative properties of pulsar wind nebulae
脉冲星风星云的多波段非热辐射特性
DOI:
10.1051/0004-6361/201629108
发表时间:
2018
期刊:
Astronomy & Astrophysics
影响因子:
6.5
作者:
[Zhu Bo Tao, Zhang Li, Fang Jun]
通讯作者:
Fang Jun
Numerically modelling the Cygnus Loop as a remnant evolved in an anisotropic cavity
对天鹅座环进行数值模拟,将其视为各向异性空腔中演化的残余物
DOI:
10.1093/mnras/stw2473
发表时间:
2017
期刊:
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
影响因子:
4.8
作者:
[Fang Jun, Yu Huan, Zhang Li]
通讯作者:
Zhang Li
Early acceleration of electrons and protons at the nonrelativistic quasiparallel shocks with different obliquity angles
不同倾角非相对论准平行激波下电子和质子的早期加速
DOI:
10.1088/1674-4527/19/12/182
发表时间:
2019-08
期刊:
Research in Astronomy and Astrophysics
影响因子:
1.8
作者:
[Jun Fang, Chun-Yan Lu, Jing-Wen Yan, Huan Yu]
通讯作者:
Huan Yu
An explanation for the peculiar periphery of supernova remnant G309.2-0.6
对超新星遗迹G309.2-0.6奇特外围的解释
DOI:
10.1088/1674-4527/18/9/117
发表时间:
2018
期刊:
Research in Astronomy and Astrophysics
影响因子:
1.8
作者:
[Yu Huan, Fang Jun]
通讯作者:
Fang Jun
共 7 条
超新星遗迹与脉冲星风云中粒子激波加速机制数值研究
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批准号:12563010
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:31.00万元
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批准年份:2025
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负责人:方军
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依托单位:
LHAASO源脉冲星风云的伽马射线辐射物理分析
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批准号:U2031107
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:44.0万元
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批准年份:2020
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负责人:方军
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依托单位:
超新星遗迹激波加速粒子中的微观物理过程
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批准号:11873042
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2018
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负责人:方军
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依托单位:
超新星遗迹非线性扩散激波加速及遗迹动力学演化
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批准号:11103016
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2011
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负责人:方军
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依托单位:
国内基金
海外基金