爆炸波对湍流的共振放大

我们探讨一个想法：球状爆炸波是否能通过非局域共振流体力学机制放大星际介质中由湍流或相分离形成的不均匀性。我们在线性相互作用近似下考虑爆炸波-湍流相互作用问题。从数学上看，这是一个特征值问题，用于寻找描述激波流对周围星际介质中外部扰动强制振荡响应的本征函数的结构与振幅。线性分析表明，爆炸波能在广泛的长度尺度范围内放大密度和涡度扰动，放大系数高达20，且长度越大放大越强。也存在共振谐波，在线性近似下其增益形式上变为无穷。它们的轨道波数处于宏观（$l \sim 1$）、中观（$l \sim 20$）和微观（$l > 200$）尺度范围内。由于共振宽度很窄：通常$\Delta l <1$，共振应选择并放大离散的孤立谐波。我们推测了观测到的规则形状圆形超新星遗迹（如SNR 1572、1006或0509-67.5）的规则丝状结构的一种可能解释。发现的共振中尺度（$l \approx 18$）与SNR 0509-67.5壳层表面涟漪的观测尺度（$l \approx 15$）惊人地接近。