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Nonlinear electron synchrotron cooling and synchrotron self-Compton flaring of TeV blazars
- We investigate the double-peak profile of the emission of powerful cosmic non-thermal radiation sources with dominant magnetic field self-generation like TeV blazars. Therefore, we assume a flare to occur in the emission knot due to the uniform instantaneous injection of monoenergetic ultra-relativistic electrons via a relativistic pick-up process. The electrons are subjected to a linear or nonlinear synchrotron radiation cooling and the synchrotron photons are multiple Thomson scattered off their generating electrons (SSC process). We work out the differences between \(\it single\) and \(\it multiple\) instantaneous injections of monoenergetic relativistic electrons. This is of great interest, because it is very likely that injections into the plasmoids occur repeatedly, so that this would explain the \(\it short-time\) energy variability of blazars. We also compute for the first time the nonlinear SSC radiation quantities using a Thomson limit approximation and the full Klein-Nishina cross section.
- Wir untersuchen Modelle zur Erklärung der Spektren von starken kosmischen nicht-thermischen Strahlungsquellen mit dominanter Magnetfeld-Selbsterzeugung, wie z.B. TeV-Blazare. Dafür nehmen wir an, dass ein Flare durch eine instantane Injektion von ultra-relativistischen mono-energetischen Elektronen ausgelöst wird. Diese Elektronen werden einer linearen resp. nicht-linearen Kühlung durch Synchrotron-Strahlung unterworfen. Die so erzeugten Synchrotron-Photonen wechselwirken anschließend über inverse Compton-Streuung mit den originären Elektronen (SSC-Prozess). Wir arbeiten die Unterschiede zwischen einer \(\it einzelnen\) und \(\it mehreren\) Injektionen heraus. Dies ist von großem Interesse, da das wiederholte Auftreten von Injektionen die ausgeprägte Energievariabilität von Blazaren auf sehr kurzen Zeitskalen erklären könnte. Weiterhin berechnen wir die nicht-linearen SSC-Strahlungsgrößen unter Verwendung des kompletten Klein-Nishina-Wirkungsquerschnitts.
Author: | Christian RökenORCiDGND |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:294-24818 |
Referee: | Reinhard SchlickeiserORCiDGND, Horst FichtnerORCiDGND |
Document Type: | Doctoral Thesis |
Language: | English |
Date of Publication (online): | 2009/02/26 |
Date of first Publication: | 2009/02/26 |
Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie |
Date of final exam: | 2009/01/27 |
Creating Corporation: | Fakultät für Physik und Astronomie |
GND-Keyword: | Blazar; Magnetfeld; Synchrotron / Strahlung; Astrophysik / Hohe Energie |
Institutes/Facilities: | Institut für Theoretische Physik IV, Theoretische Weltraum- und Astrophysik |
Dewey Decimal Classification: | Naturwissenschaften und Mathematik / Physik |
faculties: | Fakultät für Physik und Astronomie |
Licence (German): | ![]() |