压力各向异性在宇宙线流体动力学中的作用

宇宙线在银河系及其他星系中的传播主要是扩散性的，其平均自由程主要由波长约为宇宙线回旋半径的磁流体力学波的俯仰角散射决定。在宇宙线自约束理论中，这些波由宇宙线自身驱动的不稳定性产生。主导的不稳定性源于宇宙线平行于背景磁场 B 的体运动或流移，并将宇宙线动量与能量传递给热气体，同时约束宇宙线。经典论证与近期数值模拟表明，除非平行于 B 的宇宙线压强与热气体密度梯度方向一致（这一条件不太可能总是满足），否则由流移不稳定性引起的自约束会失效。我们研究了一种基于压力各向异性不稳定性的宇宙线自约束与热气体加热的替代机制。尽管在全局尺度上，压力各向异性作为自约束与加热机制的效率明显低于流移不稳定性，但它在中尺度上可能十分重要，尤其是在宇宙线注入点附近。