非磁化无碰撞电子-质子等离子体中温和相对论性正负电子喷流形成茧状结构
高能天体物理现象
2018-11-12 v2
摘要
通过用粒子在胞(PIC)模拟对温度为 400 keV、以平均速度 0.9c ( 光速)穿过初始非磁化电子-质子等离子体的电子与正电子云膨胀进行建模,我们发现一种将该正负电子云准直为喷流的机制。在静止质子与运动正电子之间发展出丝化不稳定性。其磁场使正电子准直并将静电激波驱入电子-质子等离子体。该磁场充当间断面,将受激环境等离子体的质子(称为外茧)与喷流内部区域分隔开。外茧沿喷轴以 0.15c 的速度膨胀,垂直方向以 0.03c 的速度膨胀。丝化不稳定性将喷流的定向流动能量转化为内茧中的磁能。该磁间断面无法将环境电子与喷流电子分开;两种粒子迅速混合且不可区分。除被喷流头部的电磁场加速的稀薄正电子外流外,正电荷载流子的空间分布与流体力学模型所预测的环境物质及喷流物质分布一致。
引用
@article{arxiv.1809.10194,
title = {Cocoon formation by a mildly relativistic pair jet in unmagnetized collisionless electron-proton plasma},
author = {M E Dieckmann and G Sarri and D Folini and R Walder and M Borghesi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.10194},
year = {2018}
}
备注
Physics of Plasmas (in press), 12 pages, 10 figures