分子云中的超新星激波：分子氢的速度分布

大质量恒星核心坍缩产生的超新星将其激波驱入形成这些恒星的分子云中。此类激波影响分子云未来的恒星形成，而具有压缩磁场的快速致密气体与宇宙线的增强相关。本文利用 Paris-Durham 激波模型进行新的理论建模，并利用平流层红外天文台（SOFIA）对超新星遗迹 IC443 中分子激波的 H$_2$ S(5) 纯转动谱线进行新的观测。我们针对 IC443 爆炸波压力驱入密度为 $10^3$ 至 $10^5$ cm$^{-3}$ 气体中的非稳态激波生成了 MHD 模型。我们考虑激波年龄、激前密度和磁场，首次详细推导了此类激波后 H$_2$ 谱线发射速度轮廓的形状。对于 $10^3$–$10^5$ cm$^{-3}$ 的激前密度，H$_2$ 谱线中心的预测位移和线宽分别处于 20–2 和 30–4 km/s 的范围。将先验模型与观测到的谱线轮廓进行比较，表明团块 C 和 G 可由驱入密度为 10$^3$ 至 $2\times 10^4$ cm$^{-3}$ 且具强磁场气体中的激波解释。对于团块 B2（团块 B 附近的较暗区域），其 H$_2$ 谱需要一种进入中等密度（约 100 cm$^{-3}$）的 J 型激波，且气体从其激前位置被加速至 100 km/s。团块 B1 需要一种磁主导的 C 型激波（如同团块 C 和 G）和一种 J 型激波（如同团块 B1）共同解释观测到的最高速度。产生高速分子的 J 型激波可能是磁场几乎平行于激波速度的位置，这使得具有离子与中性粒子分离的 C 型激波无法形成。