超新星遗迹周围宇宙射线的各向异性输运及其早期动力学影响
高能天体物理现象
2014-06-20 v1 星系天体物理
摘要
我们提出了一种在磁流体动力学代码 FLASH 中实现宇宙射线 (CR) 的新方法。宇宙射线被描述为具有不同能量的独立流体。考虑了宇宙射线的平流、相对于磁场的能量依赖各向异性扩散以及遵循谱演化的绝热损失。我们首次研究了宇宙射线在高达 80 pc 尺度上对超新星遗迹周围湍流磁化星际介质 (ISM) 的输运和即时（约 150 kyr）动力学影响。宇宙射线扩散迅速导致低密度气体（主要垂直于磁场方向）的有效加速，加速度高达热值的两个数量级。峰值位于 1 GeV 的宇宙射线注入谱比幂律谱对动力学的影响更强。对于真实的磁场构型，低能宇宙射线（具有较小的扩散系数）呈各向异性分布，空间变化幅度达十倍甚至更多。绝热损失可以显著改变局部谱，但在本文考虑的空间和时间尺度上对动力学没有整体影响。我们讨论了宇宙射线和各向异性输运对 ISM 动力学结构的潜在全局影响，并详细说明了模型的局限性。
引用
@article{arxiv.1406.4861,
title = {Anisotropic transport and early dynamical impact of Cosmic Rays around Supernova remnants},
author = {Philipp Girichidis and Thorsten Naab and Stefanie Walch and Michal Hanasz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.4861},
year = {2014}
}
备注
22 pages, submitted to MNRAS, comments welcome