Supernova remnant blast shells can reach the flow speed vs = 0.1c and shocks form at its front. Instabilities driven by shock-reflected ion beams heat the plasma in the foreshock, which may inject particles into diffusive acceleration. The ion beams can have the speed vb ≈ vs. For vb ≪ vs the Buneman or upper-hybrid instabilities dominate, while for vb ≫ vs the filamentation and mixed modes grow faster. Here the relevant waves for vb ≈ vs are examined and how they interact nonlinearly with the particles. The collision of two plasma clouds at the speed vs is modelled with particle-in-cell simulations, which convect with them magnetic fields oriented perpendicular to their flow velocity vector. One simulation models equally dense clouds and the other one uses a density ratio of 2. Both simulations show upper-hybrid waves that are planar over large spatial intervals and that accelerate electrons to ∼10 keV. The symmetric collision yields only short oscillatory wave pulses, while the asymmetric collision also produces large-scale electric fields, probably through a magnetic pressure gradient. The large-scale fields destroy the electron phase space holes and they accelerate the ions, which facilitates the formation of a precursor shock.
超新星残骸の爆発波シェルは、流速v_s = 0.1cに達することができ、その前面には衝撃波が形成される。衝撃波で反射されたイオンビームによって駆動される不安定性は、フォアショック領域のプラズマを加熱し、拡散衝撃波加速へ粒子を注入する可能性がある。イオンビームは、速度v_b ≈ v_sを持つことができる。v_b ≪ v_sの場合、バネマン不安定性または上部混成不安定性が支配的であり、一方v_b ≫ v_sの場合、フィラメンテーション不安定性および混合モードがより速く成長する。ここでは、v_b ≈ v_sの場合に関連する波動と、それらが粒子と非線形的にどのように相互作用するかを調べる。速度v_sで衝突する2つのプラズマ雲の衝突を粒子インセルシミュレーションでモデル化し、それらのプラズマ雲は流れの速度ベクトルに垂直な方向を向いた磁場を伴って移動する。一方のシミュレーションでは等密度の雲をモデル化し、もう一方では密度比2を用いる。両方のシミュレーションで、大きな空間間隔にわたって平面的な上部混成波動が示され、電子を〜10 keVまで加速する。対称衝突では短い振動性の波動パルスのみが生じるが、非対称衝突ではおそらく磁気圧勾配を通じて大規模な電場も生成される。大規模な電場は電子位相空間ホールを破壊し、イオンを加速し、前駆衝撃波の形成を促進する。