MHD 湍流中的宇宙射线输运
天体物理学
2007-12-27 v1
摘要
数值模拟阐明了此前难以追踪的磁流体动力学 (MHD) 湍流问题。这使得检验不同模型的预测并选择正确模型成为可能。这一进展必然要求修正宇宙射线 (CR) 输运的图像，同时也揭示了当前 CR 数值建模中存在的问题。本文聚焦于描述 CR 传播和散射的解析方法，该方法应与数值研究协同使用。特别是，我们利用最近建立的 MHD 模式标度律来获取 CR 的输运性质。我们包含了源自大尺度囚禁的非线性效应，以消除 90 度发散。我们确定了散射效率和 CR 平均自由程如何依赖于电离介质的特性，例如等离子体 、库仑碰撞平均自由程。讨论了这些结果对星际介质和日冕中粒子输运的启示。我们还考察了 CR 的垂直输运。垂直输运取决于平行平均自由程与湍流注入尺度的比较，以及阿尔芬马赫数。除非存在板条波，否则正常湍流不允许次扩散。文中提供了适用次扩散的临界尺度。这些结果可用于与数值计算进行比较，前提是这些计算所使用的磁场结构与 MHD 湍流的数值研究一致。
引用
@article{arxiv.0712.3950,
title = {Cosmic ray transport in MHD turbulence},
author = {Huirong Yan and A. Lazarian},
journal= {arXiv preprint arXiv:0712.3950},
year = {2007}
}
备注
7 pages, 6 figures, accepted to ASTRONUM-2007, an invited talk at "2nd International Conference on Numerical Modeling of Space Plasma Flows", June 11-15 2007, Paris