从超新星遗迹逃逸的宇宙线的非线性扩散：冷的部分中性原子与分子相

我们旨在阐明宇宙线（CR）在超新星遗迹（SNR）弱电离环境中的传播，分析基于由 \citet{2013ApJ...768...73M} 和 \citet{2016MNRAS.461.3552N} 发展的宇宙线云（CRC）模型。我们同时求解了两个输运方程：一个是 CR 压强方程，另一个是阿尔文波能量密度方程，其中 CR 最初被限制在 SNR 激波中。宇宙线触发流动不稳定性并产生板状共振阿尔文模。自生湍流被离子-中性碰撞以及与大尺度产生的阿尔文模的非关联相互作用所阻尼。我们表明，泄漏到冷密相（如冷中性介质（CNM）和弥漫分子介质（DiM）中所发现的）中的 CR 仍可被限制在距 CRC 中心几十秒差距的距离内达数千年。在 10 TeV 处，CR 扩散可被抑制两到三个数量级。该效应源于退耦机制中离子-中性碰撞阻尼的减弱。我们计算了这些环境中 CR 的克程。我们发现，在单相和多相设置下，于 10 GeV 处，CNM 和 DiM 介质可在 CNM 和 DiM 相中产生 10-20 $\rm{g/cm^2}$ 范围的克程。在 10 TeV 处，由于非线性传播，这两相中的克程增加到 0.5-20 $\rm{g/cm^2}$ 范围的值。我们还给出了结合两种或三种不同相的非均匀星际介质中的初步计算，其中我们得到了相同的趋势。