Reconnection-driven Flares in M87*: Proton–Synchrotron-powered GeV Emission
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Magnetic reconnection in current layers that form intermittently in radiatively inefficient accretion flows onto black holes is a promising mechanism for particle acceleration and high-energy emission. It has been recently proposed that such layers, arising during flux eruption events, can power the rapid TeV flares observed from the core of M87. In this scenario, inverse-Compton scattering of soft radiation from the accretion flow by energetic electron–positron pairs produced near the reconnection layer was suggested as the primary emission mechanism. However, detailed calculations show that radiation from pairs alone cannot account for the GeV emission detected by the Fermi observatory. In this work, we combine analytic estimates with 3D radiative particle-in-cell simulations of pair–proton plasmas to show that the GeV emission can be naturally explained by synchrotron radiation from protons accelerated in the current sheet. Although the exact proton content of the layer is uncertain, our model remains robust across a broad range of proton-to-pair number density ratios. While protons are subdominant in number compared to pairs, our simulations demonstrate that they can be accelerated more efficiently, leading to a self-regulated steady state in which protons dominate the energy budget. Ultimately, proton synchrotron emission accounts for approximately 5%–20% of the total dissipation power. The majority is radiated as MeV photons via pair synchrotron emission, with a smaller fraction emitted as TeV photons through inverse-Compton scattering.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».