非相对论垂直激波模拟年轻超新星遗迹：前向与反向激波的非定常动力学与粒子加速
高能天体物理现象
2016-03-23 v1 等离子体物理
摘要
针对适用于年轻超新星遗迹条件的参数，我们展示了一个具有大尺度垂直磁场（与模拟平面成45度角以近似三维物理）的非相对论等离子体激波的2D3V粒子在胞模拟结果。我们开发了一种改进的洁净设置，利用具有不同密度和速度的两个等离子体板的碰撞，导致两个不同激波和一个接触间断的发展。激波形成由韦贝尔型丝化不稳定性介导，产生磁湍流。在两个激波中均观察到周期相似的循环重整，我们注意到由于激波涟漪导致的全局变化以及由湍流电流丝引起的局部变化。激波涟漪发生在由激波反射离子的回旋运动给出的空间和时间尺度上。电子和离子的漂移运动不是梯度漂移，而是与E×B漂移相称。我们在离子能谱中观察到稳定的超热尾，但没有电子加速，因为激波足区中Buneman模式的振幅不足以捕获相对论电子。我们未发现湍流重联的证据。与其他2D模拟结果的比较表明，等离子体β和离子-电子质量比对于有效的电子加速并非决定性因素，但一旦充分计入三维效应，预加速效率可能相对于2D结果降低。其他微观物理因素也可能在起作用，以限制Buneman波的振幅或阻止电子返回足区。
引用
@article{arxiv.1602.05064,
title = {Non-relativistic perpendicular shocks modeling young supernova remnants: nonstationary dynamics and particle acceleration at forward and reverse shocks},
author = {Volkmar Wieland and Martin Pohl and Jacek Niemiec and Iman Rafighi and Ken-Ichi Nishikawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.05064},
year = {2016}
}
备注
Astrophysical Journal, in press, some figures with low resolution