Weibel、双流、成丝、斜向、Bell、Buneman……哪个增长更快？

许多竞争性线性不稳定性很可能在天体物理环境中发生，评估在给定情况下哪个增长更快非常重要。我们建立了一个包含主要束流等离子体不稳定性的解析模型。由此解释了冷相对论性电子束穿过冷等离子体时的完整3D介电张量，并考虑了导向磁场、回流电子电流和运动的质子。考虑波矢的任意取向可以找回任何参数集下最不稳定的模式。因此提供了对成丝（Weibel）、双流、Buneman、Bell不稳定性（以及更多）的统一描述，允许根据系统参数精确确定它们的层级关系。为了与真实情况和PIC模拟均相关，电子与质子的质量比被视为一个参数，并使用两个不同的值（即1/1836和1/100）进行数值计算。在系统参数相空间中，由每种不稳定性主导的区域的形状绝非平庸。对于低密度束流，超磁化区间倾向于由双流或Buneman不稳定性主导。对于束流密度等于等离子体密度的情况，根据束流的洛伦兹因子，最多可能有四种模式发挥作用。在系统参数相空间的某些区域，主导模式可能随电子与质子的质量比而变化。我们将此应用于太阳耀斑、星系际流和相对论性冲击波物理。