非对称脉冲星风弓形激波的三维流体动力学模拟

我们展示了脉冲星风云中弓形激波的三维、非相对论性流体动力学模拟。模拟针对一系列初始和边界条件进行，以量化由脉冲星风动量通量的纬度变化、激波后流中的辐射冷却以及星际介质中的密度梯度所产生的不对称程度。我们发现，即使穿过强星际介质梯度，弓形激波也是稳定的。我们展示了当脉冲星遇到星际介质中的密度变化时，弓形激波的形状如何改变。我们表明，一个密度墙可以解释PSR J2124-3358和PSR B0740-28周围星云的奇特弓形激波形状。一个墙会在激波中产生扭结，而平滑的星际介质密度梯度则会使激波倾斜。我们得出结论，仅凭风动量通量的各向异性无法解释观测到的弓形激波形态，而必须考虑外部效应。我们表明，解析解（单层、薄壳）在动量通量各向异性时是一个很好的近似，但在陡峭的星际介质密度梯度下失效，并在有效冷却时接近数值解。我们提供了真空偶极子风的纬度依赖性和相关激波形状的解析表达式，并将结果与分裂单极子风进行了比较。我们发现，仅从弓形激波形态无法区分这两种风模型。