磁性丝状湍流中粒子扩散与冲击波加速

我们扩展了在磁性当前丝状结构（可典型地类比于天体物理喷流，包括活跃星系核喷流）中粒子扩散的非共振散射理论。在等离子体β值较大的区域中，方向性的批量流动作为建立湍流磁场的自由能来源，通过当前丝状不稳定性产生磁场。我们提出了一种新型准线性理论来描述试验粒子的扩散。该理论基于以下原则：注入的高能粒子不被包围在包围和渗透丝状结构的磁场的小尺度结构中，而是被丝状结构偏转，从而开启一种由粒子注入转变所主导的能量层级结构的新范畴。从准线性类型方程推导的扩散系数被用于估计通过喷流中传播的冲击波对粒子进行随机加速的 timescales。系统呈现了可实现的最高能离子和电子以及可观测能量限制特征时间的通用标度。我们还讨论了验证理论预测的可行方法。反映宇宙丝状结构的强烈各向异性湍流可能是解决最高能宇宙射线（超过10^20 eV）加速机制问题的关键，这些射线在最近的气垂实验中被检测到。