Die Emission aus den relativistisch heißen Plasmen hochenergetischer astrophysikalischer Synchrotronquellen, insbesondere von Pulsarwind-Nebeln (PWNe), hängt vom Ausmaß magnetischer Fluktuationen ab. Jüngste Beobachtungen durch das Röntgenpolarimeter IXPE stützen das Vorhandensein von Turbulenz mit variierenden Bedingungen selbst in verschiedenen Regionen derselben Quelle. Unser Ziel ist es, diese Synchrotronemission und insbesondere den Grad der linearen Polarisation erstmals mithilfe von 3D-Simulationen relativistischer MHD-Turbulenz zu modellieren. Dank einer neuartigen, beschleunigten Version des ECHO-Codes wird eine Reihe von 3D-relativistischen MHD-Simulationen unter der Annahme eines relativistisch heißen Plasmas und verschiedener Magnetisierungsgrade durchgeführt, wodurch unterschiedliche Bedingungen in Synchrotronquellen nachgebildet werden. Magnetische Fluktuationen in zufälligen Richtungen bezüglich eines Hintergrundfeldes werden auf großen Skalen initialisiert. Nachdem sich die turbulente Kaskade vollständig entwickelt hat, werden die statistischen Eigenschaften des Plasmas und der synthetischen Synchrotron-Emissionskarten analysiert. Die Turbulenz relaxiert rasch zu einer Art Alfvén-Gleichgewicht, und es bildet sich bald eine Kolmogorov-Kaskade mit einer Steigung von -5/3 aus, mit Unterschieden, die vom anfänglichen Verhältnis η der magnetischen Fluktuationen zum Hintergrundfeld abhängen. Die Dissipation tritt überwiegend in dünnen Stromschichten auf, in denen (numerische) Rekonnexion stattfindet; zudem werden Intermittenz und Abweichungen von isotropen Gauß-Verteilungen beobachtet. Synthetische Synchrotronkarten und ihre statistischen Eigenschaften hängen ebenfalls von η ab und nähern sich für große η analytischen Abschätzungen an. Es zeigt sich, dass der integrierte Grad der linearen Polarisation den gesamten Bereich der in PWNe beobachteten Werte abdeckt, und seine Abhängigkeit von der relativen Amplitude turbulenter Fluktuationen zeigt auch bei Vorliegen von Anisotropie eine gute Übereinstimmung mit analytischen Abschätzungen.
Zanna et al. (Thu,) untersuchten diese Frage.