年轻超新星残留体中强磁场的起源

像 Tycho 这样的年轻超新星残留体在射电和 X 射线辐射中表现为明亮的圆形块状壳层。对于几类年轻残留体，各种论据表明其磁场强度超过简单压缩少量 μG 环境磁场所能解释的强度。射电极化研究显示壳层中磁场呈净径向取向，这无法用简单压缩来解释。我们对超新星残留体喷流与被冲击环境介质界面处的瑞利-泰勒不稳定进行建模，以解释上述观测。我们首次利用移动网格技术对此类不稳定在 Type I 超新星残留体壳层中的二维 MHD 模拟，能够详细跟踪不稳定的生长及其对局部磁场的影响。我们发现该不稳定的演化对喷流减速以及残留体的演化阶段极其敏感。当逆冲击进入内部均匀密度区域时，Chevalier 的自相似阶段结束，射电壳层厚度增加，不稳定现象减弱。我们的模拟显示，瑞利-泰勒不稳定和 Kelvin-Helmholtz 不稳定可使环境磁场在稠密指状物附近因拉伸、扭曲和压缩放大多达 60 倍。总体而言，磁场放大程度较低，磁能密度仅为湍流能密度的约 0.3%。强磁场线围绕指状物呈径向取向，导致射电极化；而稠密指状物本身的热力学布尔斯曼辐射产生块状 X 射线辐射。因此，X 射线辐射在射电辐射内部峰值。