参宿四弓形激波的3D模拟
太阳与恒星天体物理
2012-03-23 v2
摘要
参宿四是猎户座中一颗明亮、低温的红超巨星，它相对于局部星际介质以超音速运动。该星发出强大的星风，与星际介质碰撞，形成彗星状结构——弓形激波，指向运动方向。我们首次展示了参宿四弓形激波形成和演化的3D流体动力学模拟。模型包括真实的低温冷却，并覆盖了星际介质密度和恒星速度的合理范围，分别为0.3-1.9 cm-3和28-73 km/s。我们表明，由于模型中瑞利-泰勒不稳定性或开尔文-亥姆霍兹不稳定性的优先增长，弓形激波的流动动力学和形态存在显著差异。前者在慢速恒星速度模型中占主导，导致弓形激波子结构呈团块状，而后者在快速模型中产生更平滑、更多层的子结构。如果弓形激波壳层中的质量很小（如AKARI光度所暗示的约0.003 M☉），那么参宿四的弓形激波非常年轻，不太可能达到稳态。弓形激波壳层的圆形性质与这一结论一致。因此，我们的结果表明参宿四最近才进入红超巨星阶段。
引用
@article{arxiv.1109.1555,
title = {3D Simulations of Betelgeuse's Bow Shock},
author = {S. Mohamed and J. Mackey and N. Langer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.1555},
year = {2012}
}
备注
Minor revisions, replaced Fig. 1, 15, and 16, added movies. For a pdf version with higher resolution, see A&A: Forthcoming