耀变体/EBL级联中真实对分布的静电不稳定性

本研究采用线性分析与 PIC 模拟方法，重新审视了耀变体诱发的对束流穿过 IGM 传播时的静电不稳定性。我们研究了高能伽马射线与河外背景光相互作用所产生的对的真实分布函数的影响。我们给出了任意波矢取向下该不稳定性线性增长率的解析与数值计算。我们的结果明确表明，束流的有限角展宽会剧烈影响波的增长率，导致波矢准平行于束流方向时增长最快，而在斜方向上的增长率仅比最大值小 2-4 倍。为研究非线性束流弛豫，我们进行了考虑束流粒子真实宽能谱的 PIC 模拟。所模拟的束流-等离子体系统参数提供了可外推至真实耀变体诱发对的恰当物理图像。在我们的模拟中，束流仅损失其能量的 1%，我们解析估计束流将在约 $100$ 个模拟时间内损失其总能量。随后利用解析标度律外推至真实耀变体诱发对束流的参数。我们发现，它们通过静电不稳定性耗散能量的速度略快于通过逆康普顿散射。由例如初级伽马射线能谱细节所引起的不确定性过大，无法对单个耀变体给出确切结论，需基于其具体性质进行分析。