stringtranslate.com

Ударные волны в астрофизике

Примеры ударных волн, обнаруженных в астрофизике: объект Хербига-Аро (слева) и остатки сверхновой (справа).

Ударные волны широко распространены в астрофизических средах. [1]

Из-за низкой плотности окружающей среды большинство астрономических ударов являются бесстолкновительными . Это означает, что удары не образуются в результате кулоновских столкновений двух тел , поскольку длина свободного пробега для этих столкновений слишком велика, часто превышая размер системы. Такие удары были впервые теоретически описаны Фредериком де Хоффманом и Эдвардом Теллером [2] , которые изучали ударные волны в намагниченных жидкостях с бесконечной проводимостью. Точный механизм рассеивания энергии и генерации энтропии при таких ударах все еще изучается, но широко признано, что общий механизм, управляющий этими ударами, состоит из взаимодействия волн и частиц и плазменных нестабильностей , которые действуют в масштабе глубины плазменного скин-слоя , которая обычно намного короче длины свободного пробега.

Известно, что бесстолкновительные ударные волны связаны с частицами чрезвычайно высокой энергии , хотя окончательно не установлено, испускаются ли наблюдаемые фотоны высокой энергии протонами , электронами или и теми, и другими. Обычно считается, что энергичные частицы ускоряются механизмом ускорения Ферми . Обычно считается, что ударные волны, вызванные остатками сверхновых, расширяющимися в межзвездной среде, ускоряют космические лучи, измеренные над атмосферой Земли. [3]

Ударные волны в звездной среде, такие как удары внутри взрыва сверхновой с коллапсом ядра , часто становятся радиационными ударами. Такие удары формируются фотонами, сталкивающимися с электронами материи, и нисходящий поток этих ударов определяется плотностью энергии излучения, а не тепловой энергией материи.

Важным типом астрофизического шока является релятивистский шок, в котором скорость ударной волны составляет немалую часть скорости света. Эти шоки уникальны для астрофизических сред и могут быть как бесстолкновительными, так и опосредованными излучением. Релятивистские шоки теоретически ожидаются в гамма-всплесках , активных струях галактических ядер и в некоторых типах сверхновых.

Примеры

Ссылки

  1. ^ ЗЕЛЬДОВИЧ, Ю.Б., ФИЗИКА УДАРНЫХ ВОЛН 1,2
  2. ^ Де Хоффман, Ф.; Теллер, Э. (1950-11-15). "Магнитогидродинамические удары" . Physical Review . 80 (4): 692–703. Bibcode : 1950PhRv...80..692D. doi : 10.1103/PhysRev.80.692.
  3. ^ М.С. Лонгэр, Астрофизика высоких энергий, том 1,2, Cambridge University Press
  4. ^ Структура ударных волн сверхновых, TA Weaver, 1976ApJS...32..233W