快速运动演化恒星弓形激波中尘埃分布的计算

我们研究了快速运动的红超巨星湍流相互作用区中的流体动力学行为，在该区域星周物质与星际物质发生碰撞。在这种星风-星际介质碰撞中，形成了熟悉的弓形激波、接触间断和星风终端激波形态，并伴有局部不稳定性发展。我们的模型包含了对星风中尘埃颗粒的详细处理，并考虑了尘埃与气体之间的曳力。尘埃被视为按颗粒大小分组的无压气体组分，我们使用了十个代表性的颗粒大小分组。我们的模拟可以推断出不同大小的尘埃颗粒如何在星周介质中分布。我们表明，较小的尘埃颗粒（半径<0.045微米）倾向于与气体紧密结合，因此紧密跟随气体密度分布，并在与星风相关的接触间断处因本质上的流体动力学不稳定性而呈现出精细结构。较大的颗粒对曳力更具抵抗力，显示出其自身独特的尘埃分布，与气体形态逐渐偏离。具体来说，小尘埃颗粒完全停留在受激波压缩的星风物质所包围的区域内。大颗粒则能够离开受激波压缩的星风层，并可以穿透到受激波压缩甚至未受激波压缩的星际介质中。根据尘埃颗粒数量随颗粒大小的变化情况，这应在红超巨星及其他演化恒星的弓形激波红外观测中留下清晰的印记。