压缩性湍流中的宇宙射线散射

我们研究了在湍流、压缩性 MHD 流体中对低能宇宙射线 (CR) 的散射问题。我们表明，压缩性 MHD 模态（快波或慢波，波长大于 CR 平均自由路径）可在 CR 中引发旋回不稳定。该不稳定性通过向 CR 输送能量，为新产生的小尺度阿尔芬波分量提供能量，这些波的波矢主要沿磁场方向，这一分量不属于 MHD 湍流级联。该新分量通过降低 CR 平均自由路径，对不稳定性产生反馈。我们指出，环境湍流在大尺度上完全抑制了该不稳定性，而波峰效应则限制了小尺度波的�幅。我们提供平行阿尔芬分量的能谱，并计算 CR 能量作为函数的平均自由路径。我们发现对于星际介质和星际团簇介质中典型的湍流参数，新的阿尔芬分量提供的散射远超过 MHD 模态的直接共振散射。这解决了在湍流星际或星际团簇介质中低能 CR 散射不足的问题，这一问题已在文献中报告。