激波过渡区中电子的随机激波漂移加速理论

我们提出了一种新颖的电子加速机制，称之为随机激波漂移加速（SSDA），它将准垂直激波中低能电子的标准激波漂移加速（SDA）推广到包含随机俯仰角散射的效应。我们证明，在强散射极限下，在激波过渡区内被加速电子的稳态能谱成为幂律形式。谱指数与俯仰角散射系数无关。另一方面，通过该机制可达到的最大能量与俯仰角散射系数呈线性比例。这些结果已通过包含有限俯仰角各向异性的蒙特卡洛模拟得到证实。我们发现该理论能较好地解释准垂直地球弓形激波的原位观测。理论标度律表明最大能量与激波速度的平方成正比增加，意味着在准垂直超新星遗迹激波中热电子可通过SSDA加速至温和相对论性能量。因此，该机制为长期存在的电子注入问题提供了一个合理的解决方案。