相对论激波中相干辐射的效率

我们讨论磁化无碰撞等离子体中天体物理相对论激波处强电磁波发射的一种机制。在磁化激波处，激波压缩磁场对粒子的反射在动量空间产生环状分布，从而引发等离子体不稳定性。若激发同步脉泽不稳定性（SMI），将发射强相干高频电磁波；而当韦贝尔不稳定性（WI）为主导模式时，则产生非传播磁涨落。该问题具有重要的天体物理意义，因为若发射强辐射，其与上游介质的相互作用会诱发大幅静电场（或尾波场），可能在大质量超高能宇宙线加速中发挥作用。我们回顾了近期利用完全自洽的二维（2D）配对等离子体粒子网格（PIC）模拟来测量电磁波发射效率的工作。我们发现 2D 中的发射效率系统性低于一维（1D）PIC 模拟结果。然而，即便 WI 活跃并产生大幅磁涨落，功率仍保持有限。本文简要讨论了当前结果的天体物理意义。