扩散激波再加速
高能天体物理现象
2018-07-18 v2 太阳与恒星天体物理
等离子体物理
空间物理
摘要
我们进行了存在预存高能粒子（“种子”）的非相对论无碰撞激波的 2D 混合模拟；此类研究适用于例如超新星遗迹（SNR）激波中银河系宇宙线（CRs）的再加速以及日球层激波中的太阳风高能粒子。高能粒子可通过我们称之为扩散激波再加速的过程被有效反射和加速，而与激波倾角无关。我们发现再加速的种子能在激波上游驱动流不稳定性并产生有效的磁场放大。这最终甚至可以触发在通常无法注入热粒子的倾斜激波处热质子的注入。我们表征了反射种子中的电流，发现它趋于一个普适值 J≃e n_cr v_sh，其中 e n_cr 是种子电荷密度，v_sh 是激波速度。当将我们的结果应用于 SNR 时，我们发现银河系 CRs 的再加速可在小于 ∼10 年内将 Bell 不稳定性激发到非线性水平，从而为任何 SNR 激波提供最低水平的磁场放大。最后，我们讨论了扩散激波再加速在其他环境（如日球层激波、银河系超泡和星系团）中的相关性。
引用
@article{arxiv.1801.01510,
title = {Diffusive Shock Re-Acceleration},
author = {Damiano Caprioli and Horace Zhang and Anatoly Spitkovsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.01510},
year = {2018}
}
备注
28 pages, 13 figures, Accepted for publication in JPP