宇宙射线与超新星驱动湍流在星系发电机中的联合作用

在近邻星系中观测到的大尺度相干磁场被认为起源于平均场发电机。其由差分自转星际介质（ISM）中超新星（SN）爆发驱动的螺旋湍流所产生的湍流电动势（EMF, $\overline{\mathcal{E}}$）所支配。在本文中，我们旨在通过超新星爆发注入的宇宙射线（CR）组分所引起的浮力作用来研究发电机活动的可行性。为此，我们分析 ISM 局部剪切盒的磁流体动力学模拟，其中湍流由随机超新星爆发驱动，且爆发能量分布于 CR 和/或热能组分中。我们对 CR 的传播采用磁场对齐扩散方案。我们将含 CR 组分的模型中磁场的演化与我们之前不含 CR 的模型进行比较。我们证明引入 CR 组分略微增强了发电机的增长。我们进一步使用测试场方法计算底层发电机系数，并论证大尺度平均磁场的整个演化可由 $\alpha-\Omega$ 发电机模型重现。我们还表明，引入 CR 组分导致磁场分量间不平衡的湍流泵送以及由 R"adler 效应产生的额外发电机活动。