Recently, Bell (2004 Mon. Not. R. Astron. Soc.353 550) has reanalysed the problem of wave excitation by cosmic rays propagating in the pre-cursor region of a supernova remnant shock front. He pointed out a strong, non-resonant, current-driven instability that had been overlooked in the kinetic treatments by Achterberg (1983 Astron. Astrophys.119 274) and McKenzie and Völk (1982 Astron. Astrophys.116 191), and suggested that it is responsible for substantial amplification of the ambient magnetic field. Magnetic field amplification is also an important issue in the problem of the formation and structure of relativistic shock fronts, particularly in relation to models of gamma-ray bursts. We have therefore generalized the linear analysis to apply to this case, assuming a relativistic background plasma and a monoenergetic, unidirectional incoming proton beam. We find essentially the same non-resonant instability observed by Bell and show that also, under GRB conditions, it grows much faster than the resonant waves. We quantify the extent to which thermal effects in the background plasma limit the maximum growth rate.
最近、Bell（2004年、Mon. Not. R. Astron. Soc. 353, 550）は、超新星残骸の衝撃波前面の前駆領域を伝播する宇宙線による波動励起の問題を再解析し、Achterberg（1983年、Astron. Astrophys. 119, 274）およびMcKenzieとVölk（1982年、Astron. Astrophys. 116, 191）の運動論的取り扱いでは見落とされていた、強い非共鳴・電流駆動型不安定性を指摘し、これが周囲の磁場の大幅な増幅の原因であると示唆した。磁場増幅は、相対論的衝撃波前面の形成と構造の問題、特にガンマ線バーストのモデルにおいても重要である。そこで我々は、線形解析をこの場合に一般化し、相対論的プラズマと単色・一方向の入射陽子ビームを仮定した。その結果、Bellが観測したのと本質的に同じ非共鳴不安定性が見いだされ、ガンマ線バーストの条件下でも、この不安定性が共鳴波動よりもはるかに速く成長することが示された。さらに、背景プラズマの熱的効果が最大成長率をどの程度制限するかを定量的に評価した。