相对论无碰撞冲击波的稳态结构

我们在无碰撞等离子体中探讨相对论冲击波和孤立波解的结构。在波帧参考系中，冷等离子体从一端流入并冲击低速度等离子体。首先我们表明，在天体物理条件下，冷电子-正电子等离子体不稳定地发生于这些区域之间两束不稳定性。该不稳定性在等离子体入口的倒数等离子体频率尺度内迅速加热。随后我们推导描述该偶极等离子体最终热状态的时不变方程，并描述在空间均匀解为后冲击条件下的唯一稳定解的情况。我们还检查由冷质子和热电子组成的等离子体，表明空间均匀解也是唯一稳定解。我们给出将冷电子-质子等离子体连接到热电子-质子等离子体的冲击跳跃条件。所有这些模型的普遍特征是，等离子体的初始定向动能几乎完全转化为热能。磁场起到催化剂作用，可诱导等离子体不稳定性，但我们的解表明宏观场只有被放大约三倍。