使用膨胀参考系模拟超新星遗迹中三维瑞利-泰勒不稳定性的增长

背景：超新星遗迹在抛射物主导阶段减速产生的瑞利-泰勒不稳定性已知会在物质分布中产生指状结构，从而改变遗迹的几何形状。当有效粒子加速发生在激波处时，超新星遗迹的形态预计也会发生改变。目的：研究从抛射物主导阶段到Sedov-Taylor阶段，瑞利-泰勒不稳定性对超新星遗迹一个八分之一区域的影响。我们还研究了前向激波处有效粒子加速对瑞利-泰勒不稳定性增长的影响。方法：我们修改了自适应网格细化代码RAMSES，以在膨胀参考系框架下通过流体动力学数值模拟研究超新星遗迹的演化。前向激波和接触间断之间的相对论性气体的绝热指数模拟了加速粒子的存在。结果：这里采用的超共动坐标系的最大优点是它最小化了接触间断处的数值扩散，因为它在网格上是静止的。我们提出了一个瑞利-泰勒结构增长的精确表达式，该表达式将早期增长与渐近自相似行为平滑地连接起来。结论：如果爆炸波由宇宙线主导，瑞利-泰勒结构的发展会受到影响，尽管不是剧烈的。在后一种情况下，进入激波星际介质的抛射物量较小。如果在两个激波处都发生加速，瑞利-泰勒结构的范围相似，但反向激波受到强烈扰动。