Всероссийская конференция

Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра




Михаил Медведев

Канзасский Унив. и Массачусеттс. Технолог. Инст.

Формирование степенного спектра ускоренных частиц в релативистской турбулентности
Михаил Медведев (Университет Канзаса) Александр Филиппов (Флэтайрон Институт)

Проблема ускорения частиц турбулентностью в астрофизических объектах, таких как пульсарные ветры, релятивистские струи и др., имеет фундаментальное значение в астрофизике высоких энергий. Кинетическое (PIC) моделирование релятивистской турбулентности в электрон-позитронной плазме демонстрирует устойчивое формирование распределения частиц по энергии с законом $\gamma^{-3}$. Mы аналитически покажем, что этот результат может быть объяснен как эффект ускорения Ферми второго порядка связанным с рассеянием частиц в крупномасштабных магнитных полях, тогда как ускорение в структурах кинетического масштаба, таких как токовые слои, не имеет существенного эффекта. Таким образом, вездесущий закон "-3" является неизбежным результатом и простым следствием рассеяния частиц электромагнитными полями, описываемого чисто магнитогидродинамической релятивистской турбулентностью, и не дает никакой информации о динамике плазмы в кинетических масштабах. Наши предсказания о долгосрочной эволюции распределения частиц можно проверить с помощью будущих моделирований.

Архив докладов