磁化相对论性湍流激波前的粒子加速

在相对论性、磁化天体物理外流中激波波的粒子加速效率是一个具有深远影响且备受争议的话题。在此，我们首次研究了激波前等离子体中湍流的影响。我们的模拟表明，对于一个温和相对论性、磁化正负电子对激波（洛伦兹因子 $\gamma_{\rm sh} \simeq 2.7$，磁化水平 $\sigma \simeq 0.01$），强湍流可在原本禁止加速的超光速构型中重启粒子加速。取决于初始等离子体温度和磁化水平，随机激波漂移或扩散型加速主导粒子获能，产生幂律谱 $\mathrm{d}N/\mathrm{d}\gamma \propto \gamma^{-s}$，其中 $s \sim 2.5-3.5$。在更高磁化水平下，激波前湍流内的随机加速变得有竞争力，甚至可取代激波加速。