分层介质中的超新星残留体：非线性解的辐射冷却与绝热膨胀

我们提出了一种简单、显式、解析的方法，用于描述在指数型分层环境介质中推进的绝热喷射波的运动学，以及辐射冷却开始的时间点——这标志着绝热时代的结束。我们的方法基于 Kompaneets 隐式解及其对辐射冷却系数的 Kahn 近似，为在超新星残留体 (SNR) 应用提供了直观的估计，包括残留体的尺寸、膨胀速度以及冷却时间随位置的变化情况。对于中等密度梯度，残留体的形状几乎接近球形，但即便是环境密度的微小梯度也会导致残留体表面冷却时间发生显著变化，因而在相当长的时间段内，只有残留体表面的一部分将被覆盖由冷、稠密的膨胀壳层。我们的近似方法为在规划 2D 数值模型时识别大约参数提供了有效工具，后者将在随后论文中以 W44 为例进行阐述。