20241129_ISM

non-thermal component: 磁场、宇宙线

磁场 #

磁场图片里面的 filaments 有点像硬笔画

• 从 starlight/dust polarization alignment 可以推测磁场的方向
• 同步辐射的偏振
  • 同步辐射本征上是线偏振
  • 银心方向射电波段观测到的 filament: 可能由于 shock wave 导致
• 对于背景辐射的 Faraday rotation
• Zeeman effect
• DCF method: 用 turbulent energy 估算磁场的能量

ISM 中的磁场是如何产生的？需要 fast dynamo 机制

Zel’dovich 1972: stretch, twist, fold

alpha mode and Omega mode

宇宙线 #

相对论性质的粒子进入大气之后，以超过介质光速的速度运动，产生 Cherenkov 辐射，最终速度降至介质光速以下

粒子会不断衰变，发出 cascade Cherenkov 辐射

宇宙线的能谱：在 1e15 eV 以下幂指数大约是 2.6，所以给能量乘一个 $E^{2.6}$ 的因子

需要解释 knee, 2-nd knee 以及 ankle 的来源

在 1e20 以上存在 GZK cutoff: 更高能量的质子会和 CMB photon 发生反应衰变

加速的机制：AGN, neutron star 等

Fermi acceleration

• 粒子和磁场碰撞从而加速
• 其中 energy gain 和速度二次方成正比，称为 second-order Fermi acc.
• 和 $E^{-2.6}$ 的幂率不符合

新提出的理论是 First-order Fermi acc. 由 shock wave 驱动