年轻超新星遗迹的流体动力学及其对伽马射线辐射的启示

超新星 (SNe) 通常分为 I 型和 II 型。大多数超新星（约 80%），包括所有 II 型子型以及 Ib/c 型，均源于大质量恒星的核心坍缩。在其生命周期中，这些恒星的质量流失显著改变了恒星周围的介质。当恒星作为超新星爆发时，产生的激波将在这种被星风修饰的介质中膨胀。相比之下，Ia 型超新星将在相对均匀的介质中膨胀，但其动力学过程与核心坍缩超新星不同。对于年轻超新星遗迹，抛射物以及周围介质的性质对于决定超新星激波的后续演化以及遗迹的动力学和运动学至关重要。这将影响超新星激波处的粒子加速，进而影响遗迹的伽马射线辐射。在此，我们讨论了当前恒星演化模型所建议的各类及子类型超新星周围介质的预期性质，特别是密度结构。利用解析和半解析模型以及数值模拟，我们研究了这些因素如何影响超新星激波的运动学，评估其对宇宙线产生的影响，并展示了其如何影响遗迹强子伽马射线辐射的时间演化。在星风介质中演化的超新星遗迹情况下，辐射应早期达到最大值，随后随时间减小。对于在恒定密度介质中的超新星，预计辐射将随时间增加，直至进入 Sedov 阶段。