稀薄超相对论性 $e^{\pm}$ 对束的线性不稳定性

来自河外 TeV 源和河外背景光的 TeV 光子湮灭产生超相对论性 $e^{\pm}$ 束，这些束流会受到强大等离子体不稳定性的影响，从而耗散其动能。本文研究这些对束驱动的等离子体不稳定性的线性阶段。为此，我们在静电近似下，假设对束服从 Maxwell-Jüttner 分布，计算了束流等离子体不稳定性和斜向不稳定性在反应性区域和动力学区域中的线性增长率。我们重现了束流等离子体模式和斜向模式已知的反应性和动力学增长率。我们证明，对于斜向不稳定性，存在一个宽谱的不稳定模式，这些模式在很宽的束流温度范围和相对于束流的波矢取向下以最大增长率增长。我们还界定了反应性区域和动力学区域的适用条件，并发现由于标度关系不同以及速度弥散的各向异性，束流等离子体模式在比斜向模式更低的洛伦兹因子下过渡到反应性区域。将这些结果应用于来自 TeV 耀变体的超相对论性 $e^{\pm}$ 束，我们确认这些束流对动力学斜向模式和反应性束流-等离子体模式都是不稳定的。这些结果对于理解强大的等离子体不稳定性如何在超相对论性 $e^{\pm}$ 束穿越星系际空间传播时耗散其能量至关重要。