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湍流分子云中超新星遗迹的数值模拟

高能天体物理现象 2018-10-17 v2

摘要

核坍缩超新星(SN)爆发可能发生在高度不均匀的分子云(MCs)中,而其前身星就诞生于其中。我们进行了一系列三维流体动力学模拟,以建模单个超新星遗迹(SNR)与湍流MC介质的相互作用,从而探究MC湍流结构可能的观测证据。我们发现SNR的性质主要由周围介质的平均密度控制,而在具有相同平均密度但湍流更强、超声速湍流马赫数更高的介质中的SNR,相比于湍流较弱的介质,表现出更低的内温度、更低的径向动量和更暗的X射线辐射。我们将模拟与观测到的SNR进行比较,特别是W44、W28和IC 443。我们估计W44和W28的环境介质平均密度为10\sim 10\,cm3^{-3}。IC 443前方的MC密度为100\sim 100\,cm3^{-3}。我们还预言W44的环境MC比W28和IC 443的更具湍流性。W44和W28的环境介质平均密度显著低于其宿主巨MC的密度。这一结果可能与SNR前身星的恒星反馈有关。或者,SNe可能发生在分子气体与较低密度原子气体之间的界面附近。受激MC区域则相对较小,而向低密度原子气体的突破构成了SNR体积的大部分。

关键词

引用

@article{arxiv.1807.06603,
  title  = {Numerical simulations of supernova remnants in turbulent molecular clouds},
  author = {Dong Zhang and Roger A. Chevalier},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1807.06603},
  year   = {2018}
}

备注

18 pages, 11 figures, 1 table. Accepted for publication in MNRAS, minor revision made