宇宙射线加速对超新星激波波动力学的影响

只要磁场方向与激波法线紧密对齐（准平行激波构型），非相对论激波就能将离子加速到极高相对论性能量。相比之下，准垂直激波不能有效地加速离子。我们在球状膨胀激波设置中使用移动网格代码{\sc arepo}对不同磁场形态（从均匀到湍流构型）模拟了这一依赖于倾角的加速过程。均匀磁场中的Sedov-Taylor爆炸由于沿磁场方向的膨胀激波传播较慢而产生扁椭球激波面。这是因为在准平行极冠区域高效的宇宙射线(CR)产生软化了状态方程并增加了激波后气体的可压缩性。我们发现该解保持自相似，因为传播激波的椭率随时间保持恒定。这使我们能够推导出热气体和CR复合物的有效比热比作为最大加速效率的函数。我们最后讨论了在具有不同相干长度的湍流磁场中膨胀的超新星遗迹的行为。对于准平行激波处约15%的最大CR加速效率（如动力学等离子体模拟所建议），我们发现平均效率约为5%，与所假设的磁场相干长度无关。