超新星遗迹周围低能宇宙线的自约束

超新星遗迹长期以来被认为是银河系宇宙线源的有望候选。然而，对这些源附近的宇宙线输运建模因以下事实而复杂化：靠近加速点的宇宙线过密度可导致自约束，即产生这些粒子在其上散射的湍流。此类高度非线性问题可通过数值求解描述逃逸粒子与湍流等离子体波时空演化的耦合微分方程来应对。本工作中，我们主要聚焦超新星遗迹的宇宙线在星际介质温热电离相和温中性相中的传播，并提出一个扩展框架以考虑对能量低于10 GeV宇宙线相关的能量损失效应。有趣的是，低能宇宙线的扩散系数在从激波逃逸后数万年内可被抑制达2个数量级。超新星遗迹外的宇宙线能谱在足够晚时于1 GeV以下变平，令人联想到旅行者号观测到的能谱行为。我们还发现源周围积累的克数不可忽略，这对宇宙线能谱的精确拟合有重要意义。