Electromagnetic Cascades in Active Galactic Nuclei Cores

Abstract

Følgende presenterer et dataprogram for simulering av elektromagnetiske kaskader, bestående av fotoner, elektroner og positroner, på den termiske bakgrunnsstrålingen fra en akkresjonsskive i en aktiv galaksekjerne. Programmet bruker en adaptiv forflytningsalgoritme som iterativt beveger hver partikkel i flere skritt frem til den reagerer med bakgrunnen, noe som bestemmes ved å sammenligne total interaksjonssannsynlighet i hvert steg med et tilfeldig tall. Når en interaksjon forekommer, blir parameterne bestemt ved tilfeldig utvelgelse fra tilhørende sannsynlighetsfordelinger. Elektroner produsert under en minimumsenergi blir forkastet for å unngå overdreven produksjon av lavenergifotoner. Simuleringen er konsekvent med utregninger av optisk tykkelse gjort på det samme systemet.

The following presents a program for the simulation of electromagnetic cascades, consisting of photons, electrons, and positrons, on the thermal background radiation from an accretion disk in an active galactic nucleus core. The program features an adaptive propagation algorithm which iteratively moves each particle a certain step length until an interaction with the background occurs, determined by comparing the total interaction probability at each step with a random number. Once an interaction occurs, the interaction parameters are determined by random sampling from their respective probability distributions. Electrons produced below a certain threshold energy are discarded to avoid excessive production of soft photons. The simulation agrees with optical depth calculations performed on the same system.