PROIZVODSTVO POZITRONOV V TsENTRE GALAKTIKI SUBRELYaTIVISTSKIMI PROTONAMI I YaDRAMI

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Предложены альтернативные процессы генерации позитронов, производящих аннигиляционную линию 511 кэВ в балдже Галактики, космическими лучами. Поскольку релятивистские космические лучи, помимо позитронов, производят и вторичные гамма-кванты, поток которых ограничен экспериментально, мы рассматриваем субрелятивистские частицы. Частицы с энергиями ниже порога производства заряженных пионов могут рождать позитроны в двух процессах: непосредственным производством электрон-позитронных пар при электромагнитном взаимодействии (ультрапериферические столкновения) и путем создания нестабильных изотопов за счет реакции скалывания или протонного захвата. Данные процессы характеризуются сечениями, которые малы на нерелятивистских энергиях и быстро возрастают с увеличением скорости частиц. Оптимальные скорости протонов лежат в диапазоне примерно 0.1—0.3 скорости света. При таких скоростях сечение рождения позитронов достаточно велико, но производство гамма-квантов все еще мало. Следовательно, для производства позитронов требуются специальные источники космических лучей, в которых рождается большое количество субрелятивистских частиц в указанном диапазоне скоростей. В качестве таких источников мы рассматриваем быстрые оптические транзиенты и приливные разрушения звезд центральной черной дырой. Характерные скорости ветров в данных объектах составляют десятые доли скорости света. Если эффективность ускорения заряженных частиц до релятивистских энергий невелика, то данные ветра способны производить требуемое количество позитронов. Также мы показываем, что энергии, выделяемой в процессах приливных разрушений звезд, достаточно для производства требуемого числа позитронов.

References

  1. Аелло и др. (M. Ajello, A. Albert, W.B. Atwood, G. Barbiellini, D. Bastieri, K. Bechtol, R. Bellazzini, E. Bissaldi, et al.), Astrophys. J. 819, 44A (2016).
  2. Агаронян, Атоян (F.A. Aharonian and A.M. Atoyan), Astron. Lett. 7, 395 (1981).
  3. Атоян (A.M. Atoyan.), Astron. Astrophys. 257, 476 (1992).
  4. Бартелс и др. (R. Bartels, F. Calore, E. Storm, and C. Weniger), MNRAS 480, 3826 (2018).
  5. Бергер и др. (M.J. Berger, J.H. Hubbell, S.M. Seltzer, et al.), XCOM: Photon Cross Section Database, http://physics.nist.gov/xcom (2010).
  6. Бертулани и др. (C.A. Bertulani, S.R. Klein, and J. Nystrand), ARNPS 55, 271 (2005).
  7. Биком, Юксель (J.F. Beacom and H. Yuksel), Phys. Rev. Letters 97, 071102 (2006).
  8. Брейт, Уиллер (G. Breit and J.A. Wheeler), Phys. Rev. 46, 1087 (1934).
  9. Буссард и др. (R.W. Bussard, R. Ramaty, and R.J. Drachman), Astrophys. J. 228, 928, (1979).
  10. Быков и др. (A. Bykov, V. Romansky, and S. Osipov), Universe 8, 32 (2022).
  11. Ванг и др. (W. Wang, C.S.J. Pun, and K.S. Cheng), Astron. Astrophys. 446, 943 (2006).
  12. Высоцкий, М.И., Жемчугов, Е.В., УФН 189, 975 (2019).
  13. Дай и др. (L. Dai, J.C. McKinney, N. Roth, E. Ramirez-Ruiz, and M.C. Miller), Astrophys. J. (Lett.) 859, L20 (2018).
  14. Дай и др. (L. Dai, G. Lodato, and R. Cheng), SSRv 217, 12 (2021).
  15. Джексон Дж., Классическая электродинамика (М.: Мир, 1965).
  16. Дрёмин И.М., УФН 190, 811 (2020).
  17. Зигерт (Th. Siegert), Astrophys. Suppl. Ser. 368, 27 (2023).
  18. Ивамото и др. (O. Iwamoto, N. Iwamoto, S. Kunieda, et al.), J. Nucl. Sci. Technol. 60, 1 (2023).
  19. Истомин и др. (Y.N. Istomin, D.O. Chernyshov, and D.N. Sob’yanin), MNRAS 498, 2089 (2020).
  20. Камае и др. (T. Kamae, N. Karlsson, T. Mizuno, T. Abe, and T. Koi), Astrophys. J. 647, 692 (2006).
  21. Кара и др. (E. Kara, J.M. Miller, C. Reynolds, and L. Dai), Nature 535, 388 (2016).
  22. Конинг и др. (A.J. Koning, D. Rochman, J. Sublet, et al.), Nuclear Data Sheets 155, 1 (2019).
  23. Крокер и др. (R.M. Crocker, A.J. Ruiter, I.R. Seitenzahl, F.H. Panther, S. Sim, H. Baumgardt, A. Moller, D.M. Nataf, et al.), Nat. Astron. 1, 0135 (2017).
  24. Ли, Мингулов (R.N. Lee and K.T. Mingulov), Phys. Lett. B 757, 207 (2016).
  25. Лианг, Дермер (E.P. Liang and C.D. Dermer), Astrophys. J. 325, L39 (1988).
  26. Лин и др. (D. Lin, J. Guillochon, S. Komossa, et al.), Nat. Astron. 1, 33 (2017).
  27. Пранцзос и др. (N. Prantzos, C. Boehm, A.M. Bykov, et al.), RvMP 83, 1001 (2011).
  28. Пширков (M.S. Pshirkov), Phys. Rev. D 94, 103002 (2016).
  29. Садовский, Нараян (A. Sadowski and R. Narayan), MNRAS 456, 3929 (2016).
  30. Сижан и др. (P. Sizun, M. Casse, and S. Schanne), Phys. Rev. D 74, 063514 (2006).
  31. Ченг и др. (K.S. Cheng, D.O. Chernyshov, and V.A. Dogiel), Astrophys. J. 645, 1138 (2006).
  32. Ченг и др. (K.S. Cheng, D.O. Chernyshov, and V.A. Dogiel), Astron. Astrophys. 473, 351 (2007).
  33. Чернышов и др. (D. Chernyshov, V. Dogiel, and I. Dremin), Physics 6, 251 (2024).
  34. Чуразов и др. (E. Churazov, L. Bouchet, P. Jean, et al.), New Astron. Rev. 90, 101548 (2020).
  35. Чуразов и др. (E. Churazov, S. Sazonov, S. Tsygankov, R. Sunyaev, and D. Varshalovich), MNRAS 411, 1727 (2011).
  36. Шультайс и др. (M. Schultheis, R.M. Rich, L. Origlia, et al.), Astron. Astrophys. 627, A152 (2019).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».