银河宇宙线三维各向异性传播的两种数值方法

传统的宇宙线传播模型通常假设各向同性扩散系数，以解释宇宙线在湍流星际磁场中的随机偏转。这种图像在解释许多与银河宇宙线传播相关的观测现象方面非常成功，例如折线幂律能谱、次级与初级粒子比率等。然而，各向同性扩散的预设正面临近期观测的严峻挑战。特别是，对TeV宇宙线大尺度各向异性的观测表明，偶极方向与传统模型的预测不同。一个可能的原因是，导致宇宙线各向异性扩散的大尺度规则磁场未被包含在公开数值软件包提供的模型中。在这项工作中，我们提出了两种求解三维各向异性输运方程的数值方案：伪源方法和Hundsdorfer-Verwer格式。两种方法都通过重现测量的硼碳比和质子谱以及先前二维模拟预期的谱指数径向变化得到了验证。作为预测能力的演示，还通过一个带有粗略磁场的玩具模拟计算了偶极各向异性。