前震瞬态及其关联次级激波的形成

在激波上游，前震充满热离子。当这些离子在间断面附近聚集并热化时，会形成以压缩边界为界的抗磁空腔，称为前震瞬态。有时，上游压缩边界可进一步陡化为次级激波，其已被观测到能加速粒子并贡献于主激波加速。然而，次级激波的形成条件与过程尚未完全理解。利用粒子在胞模拟，我们揭示了次级激波如何形成。从一维模拟，我们表明电场在塑造激波磁场结构以及耦合热离子能量与激波能量方面起关键作用。我们证明更大的热速度与热离子浓度比有利于次级激波的形成。从更现实的二维模拟，我们考察间断面如何与前震离子相互作用导致前震瞬态与次级激波的形成。我们的结果暗示次级激波更可能发生于具有更高马赫数的主激波处。鉴于次级激波先前已被证明能与行星弓激波协同加速粒子，在高马赫数天体物理激波的粒子加速中考虑它们更具吸引力。