24.6. МЕХАНИЗМ СЫРОВАТСКОГО

Эти довольно красивые соображения основываются на интуитивных представлениях о процессах, проходящих при ускорении частиц в турбулентной среде. В турбулентной плазме энергия движущихся масс легко передается магнитному полю, поскольку силовые линии вытягиваются и закручиваются турбулентными движениями. Этот процесс продолжается до тех пор, пока энергия магнитного поля не сравняется с энергией турбулентных движений. Таким образом, мы ожидаем, что наступит равнораспределение Если механизмы ускорения эффективны, то они

действуют до тех пор, пока энергия космических лучей не станет такой же, как кинетическая энергия турбулентных ячеек, ответственных за ускорение. Это утверждение пока не доказано, но оно кажется правдоподобным. Тогда мы можем написать дополнительное равенство

где средняя энергия частицы космических лучей. Теперь предположим, что частицы постепенно покидают рассматриваемую область, причем это единственный канал утечки энергии. Будем считать, что механизмы ускорения достаточно эффективны, чтобы восстановить равнораспределение, просто меньшее количество полной энергии делится на части. Тогда получаем

Отсюда

Поэтому спектр частиц, выходящих из туманности, имеет вид

Поскольку ббльшая часть энергии сосредоточена в низкоэнергичных частицах, можно просто заменить средние значения на фактические значения Таким образом, спектр выброшенных космических лучей имеет вид:

Каково ваше мнение об этих соображениях? Имеют ли они глубокий смысл или это игра с уравнениями? На мой взгляд, трудно ответить на этот вопрос. В чем-то приведенный вывод похож на фокус. Прежде чем придавать ему слишком большое значение, хочется удостовериться в правильности соображений о равнораспределении для частиц. Отметим, что тем не менее получен спектр, близкий к наблюдаемому, причем из всех соображений, приводящих к степенному спектру, эти являются самыми общими.