磁旋转不稳定性产生湍流中的随机粒子加速
高能天体物理现象
2016-05-25 v1
摘要
我们研究吸积流中的随机粒子加速。一般认为磁旋转不稳定性(MRI)在吸积流内部产生湍流，且宇宙线(CRs)被该湍流加速。我们在剪切盒近似下计算MRI产生的湍流场中CRs的运动方程，不考虑对场的反作用。结果表明，CRs通过与湍流场相互作用随机获得或损失能量。CRs在构型空间中各向异性地扩散：未受扰动流动方向上的扩散系数约为玻姆系数的二十倍，而其他方向上的扩散系数仅比玻姆系数高几倍。动量分布是各向同性的，其演化可由动量空间中的扩散方程描述，其中扩散系数是CR动量的幂律函数。我们表明剪切加速对高能粒子有效。我们还谨慎地注意到，在剪切盒近似中，沿径向多次穿过模拟盒的粒子会因洛伦兹变换遭受非物理的失控加速，这需要特别小心。
引用
@article{arxiv.1602.07773,
title = {Stochastic Particle Acceleration in Turbulence Generated by the Magnetorotational Instability},
author = {Shigeo S. Kimura and Kenji Toma and Takeru K. Suzuki and Shu-ichiro Inutsuka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.07773},
year = {2016}
}
备注
11 pages, 9 figures, re-submitted to ApJ with minor revision