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Accès ouvert déclaré 2022 article

Particle Acceleration in Relativistic Shearing Flows: Energy Spectrum

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Rattachement africain : de, ie. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract We consider the acceleration of charged particles in relativistic shearing flows, with Lorentz factor up to Γ0 ∼ 20. We present numerical solutions to the particle transport equation and compare these with results from analytical calculations. We show that in the highly relativistic limit the particle energy spectrum that results from acceleration approaches a power law, N ( E ) ∝ E − q ˜ , with a universal value q ˜ = ( 1 + α ) for the slope of this power law, where α parameterizes the power-law momentum dependence of the particle mean free path. At mildly relativistic flow speeds, the energy spectrum becomes softer and sensitive to the underlying flow profile. We explore different flow examples, including Gaussian and power-law-type velocity profiles, showing that the latter yield comparatively harder spectra, producing q ˜ ≃ 2 for Γ0 ≃ 3 and Kolmogorov turbulence. We provide a comparison with a simplified leaky-box approach and derive an approximate relation for estimating the spectral index as a function of the maximum shear flow speed. These results are of relevance for jetted, high-energy astrophysical sources such as active galactic nuclei, since shear acceleration is a promising mechanism for the acceleration of charged particles to relativistic energies and is likely to contribute to the high-energy radiation observed.

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Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Particle Acceleration in Relativistic Shearing Flows: Energy Spectrum
Date Crossref
01/07/2022
Éditeur
American Astronomical Society
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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