既非弹道亦未扩散——宇宙线小尺度各向异性的形成

TeV–PeV 宇宙线的到达方向由于湍流磁场散射对其方向的各向同性化而异常均匀。在标准扩散模型中，小各向异性仅能存在于最大角尺度上。然而，IceCube 与 HAWC 等高统计量观测台已发现显著偏离各向同性直至小角尺度。在此，我们通过考虑成对的宇宙线因穿越同一实现湍流磁场的传输而关联，来解释小尺度各向异性的形成。我们认为，小尺度各向异性的形成反映了宇宙线在早期弹道 regime 与晚期扩散 regime 之间的时间尺度上所经历的特定湍流磁场实现。我们以两种不同方式处理此问题：首先，我们在合成湍流中运行测试粒子模拟，首次以真实湍流参数覆盖观测的 TV 刚度范围。其次，我们推广了近期引入的混合矩阵方法并确定了稳态角功率谱。自始至终，我们采用磁静态、板状湍流。我们发现两种途径预测的 angular power spectra 在大范围刚度上高度一致。未来，小尺度各向异性的测量将有助于约束银河系邻近区域湍流磁场的性质。