星系宇宙线由间歇结构的散射

能量 $\ll$ TeV 的宇宙线（CRs）构成了星际介质（ISM）的重要组分。在可观测尺度（远大于 CR 回旋半径）上 CR 行为的主要不确定性，源于磁涨落如何在俯仰角上散射 CR。传统的第一性原理模型假设这些磁涨落较弱且在均匀 ISM 中均匀散射 CR，难以重现诸如 CR 驻留时间与散射率对刚度的依赖等基本观测量。因此我们探索一类新的“斑块状”CR 散射模型，其中 CR 主要由体积极小填充因子的小型强散射间歇结构散射。这些模型通过简单的尺度分布约束即可产生观测到的刚度依赖，使得较大的散射结构更稀少但能散射更宽能量范围的 CR。为重现经验推断的 CR 散射率，在 GeV 能量下散射结构间的平均自由程须为 $\ell_{\rm mfp} \sim 10$ pc。我们推导了任何此类结构在物理与观测上自洽所需的尺度、内部性质、质量/体积填充因子以及数密度约束。我们考虑了一系列候选结构，包括大尺度（如 H II 区）与小尺度（如间歇湍流结构，甚至可能与射电等离子体散射相关者），并表明尽管许多宏观候选体可立即被排除为主要 CR 散射位点，许多更小结构仍可行且值得进一步理论研究。我们讨论了可检验这些模型的未来观测约束。