Origine di raggi cosmici da Supernova Remnant: meccanismi di accelerazione e spettri energetici

In this work the correlation between the energy spectrum and the main acceleration mechanisms of cosmic rays (CRs) generated by suernova remnant (SNR) is investigated. CRs acceleration is described as a consequence of the interaction between CR and the interstellar medium, with particular attention on the supersonic shock wave generated by SNR propagating in the interstellar Medium (ISM). This interaction originates relativistic CRs through stocastic and diffusive acceleration mechanisms described by the second and first order Fermi acceleration process (Diffusive Shock Acceleration). These models are presented both using a single particle description and within the kinetic theory background based on the transport equation. The energy spectrum so obtained follows a power law tail behaviour. Comparison of theoretical results with experimental data is here reported using recent supernova X-ray and gamma-ray spectrum measurements. Results obtained by the mole are consistent with experimental data.

In questo lavoro viene studiata la correlazione tra lo spettro energetico e un meccanismo di accelerazione stocastica dei raggi cosmici (CR) interagenti con il mezzo interstellare (ISM). In particolare viene investigata l'accelerazione dei CR come conseguenza dell'interazione di un'onda di shock supersonica generata da SNR che si propaga nel mezzo interstellare. Tale interazione dà origine a CR relativistici attraverso meccanismi di accelerazione stocastici e diffusivi descritti dal meccanismo di Fermi del secondo e del primo ordine (Diffusive Shock Acceleration). Tali modelli sono presentati sia nella descrizione di singola particella sia con un approccio basato sulla teoria cinetica usando le equazioni del trasporto. Si dimostra che lo spettro energetico così ottenuto segue un andamento a legge di potenza. Il confronto tra i dati osservativi e i modelli teorici viene svolto utilizzando recenti misurazioni su raggi X e raggi gamma prodotti da supernova. Da tale comparazione si conclude che il modello è coerente con le misurazioni.