年轻超新星遗迹中的激波后湍流与扩散激波加速

本文通过流不稳定性 的共振和非共振机制，研究了SNR激波上游介质中的磁场放大。旨在通过考虑下游介质中磁涨落的各种弛豫过程，更好地理解扩散激波加速（DSA）效率。利用来自SNR激波的多波段辐射特征来检验不同的下游湍流弛豫模型。我们确认了Parizot等人（2006）的结果，即在观测到X射线纤维的年轻SNR中，最大宇宙线能量不应远超过PeV能量。为了匹配观测数据，我们推导了磁场振幅的上限，以确保随机粒子再加速保持低效。然后，考虑各种磁弛豫过程，我们提出了在SNR中实现有效加速和X射线纤维的两个必要条件：1/湍流必须满足不等式$2-\beta-\delta_{\rm d} \ge 0$，其中$\beta$是湍流谱指数，$\delta_d$是弛豫长度能量幂律指数；2/典型弛豫长度必须与X射线边缘尺寸相当。我们确定阿尔文/快磁声子模式阻尼满足所有条件，而非线性Kolmogorov阻尼则不满足。将先前的弛豫过程与观测数据对比，我们推断在我们的SNR样本中，较老的SNR（SN1006和G347.3-0.5）未能满足所有条件，这意味着它们的X射线纤维可能由辐射损失控制。较年轻的SNR，Cas A、Tycho和Kepler，通过了所有测试，我们推断其下游磁场振幅在200-300微高斯范围内。