调和宇宙线传输理论与受银河系数据启发的现象学模型

银河系(MW)中宇宙线(CR)传输的现象学模型可以重现大量观测,其假设 CR 散射于谱为 $\propto k^{-\delta}$ 且 $\delta \sim [1.4,1.67]$ 的磁场涨落。我们研究此类模型在多大程度上能与当前 CR 传输的微观物理理论相协调,具体而言即由流不稳定性导致的自约束和/或由 MHD 快模级联产生的外源湍流。我们首先回顾为何单独任一理论都与观测不相容。接着指出,CR 传输在多相星际介质(ISM)中是局地等离子体条件的强函数,在某些区域可能因湍流而扩散,在其他区域可能因自约束而流动。散射机制的多相组合原则上可以重现质子能谱和硼碳比(B/C)的主要趋势。然而,由自激发波和快模湍流组合散射的模型由于快模阻尼需要显著的精细调节,不同于假设无阻尼 Kolmogorov 湍流的现象学模型。快模遵循弱级联的假设在理论上也缺乏充分依据,因为即使在亚声速湍流中,弱级联也会被波陡化和弱激波耗散抑制。这些问题表明我们对 MHD 湍流的理解可能存在显著的理论空白。我们讨论了 MHD 湍流理论前沿的几个相关议题,它们关乎这一(可能的)空白并可能与 CR 散射有关。