高β介质中宇宙线的镜像加速

在弱可压缩高β介质中，宇宙线（CRs）通过磁流体力学（MHD）湍流的各向异性阿尔文模与慢模所进行的俯仰角散射及相关的散射加速是低效的。为从磁压缩中提取能量以实现高效的粒子加速，需要一种能有效将粒子空间约束而不致其俘获或俯仰角各向同性化的扩散机制。我们发现Lazarian与Xu（2021）近期确认的MHD湍流中的镜像扩散满足上述所有条件，并作为一种有前景的扩散机制，通过宇宙线与磁压缩/膨胀的随机非共振相互作用实现高效加速。由此产生的镜像加速由慢模涡旋主导，其寿命与宇宙线的镜像扩散时间相当。因此，我们发现镜像加速的加速时间与宇宙线的空间扩散系数无关。镜像加速为弱可压缩/不可压缩介质中的粒子加速带来了新的生机，并对研究高β星系团介质中宇宙线的再加速具有重要意义。