宇宙射线修正的准平行平面激波的自相似演化

利用改进版的先前引入的 CRASH (Cosmic Ray Acceleration SHock) 代码，我们计算了 Bohm 型扩散下宇宙射线 (CR) 修正的准平行平面激波的时间演化，其中包括自洽的 Alfven 波漂移和耗散模型，以及宇宙射线的热泄漏注入。新的模拟将宇宙射线分布的演化追踪至比我们要前研究高得多的能量，从而更好地检验了演化和渐近行为。激波后宇宙射线压力在快速初始调整后变为常数，因为用动量相似变量表示的宇宙射线分压演化是自相似的。激波前驱区按最高能量宇宙射线的扩散长度缩放，随后随时间近似线性展宽，这与扩散模型无关，只要宇宙射线继续被加速到更高的能量。这意味着一旦激波后压力达到近似的时间渐近状态，非线性激波结构可以用相似变量 x/(u_s t) 近似描述，其中 u_s 是激波速度。与之前一样，激波马赫数是决定演化和宇宙射线加速效率的关键参数，尽管激波前驱区中有限的 Alfven 波漂移和波能耗散降低了宇宙射线经历的有效速度变化，从而显著降低了加速效率，因此在低和中马赫数下提供了第二个重要参数。