Ударные волны обычны в астрофизических средах. [1]
Из-за низкой плотности окружающей среды большинство астрономических толчков происходят без столкновений . Это означает, что ударные волны не образуются в результате двухчастичных кулоновских столкновений , поскольку длина свободного пробега для этих столкновений слишком велика и часто превышает размер системы. Такие скачки были впервые предложены Де Хоффманном и Теллером [2], которые изучали ударные волны в намагниченных жидкостях с бесконечной проводимостью. Точный механизм диссипации энергии и генерации энтропии при таких ударах все еще исследуется, но широко признано, что общий механизм, вызывающий эти удары, состоит из взаимодействия волновых частиц и нестабильностей плазмы , которые действуют в масштабеглубина плазменного скин-слоя , которая обычно намного меньше длины свободного пробега.
Известно, что бесстолкновительные удары связаны с частицами чрезвычайно высокой энергии , хотя окончательно не установлено , испускаются ли наблюдаемые фотоны высокой энергии протонами , электронами или обоими. Обычно считается, что энергичные частицы ускоряются за счет механизма ускорения Ферми . Обычно считается, что толчки, вызванные расширением остатков сверхновой в межзвездной среде, ускоряют космические лучи, измеренные над атмосферой Земли. [3]
Ударные волны в звездных средах, такие как толчки внутри взрыва сверхновой звезды при коллапсе ядра, часто становятся радиационно-опосредованными ударами. Такие толчки образуются фотонами, сталкивающимися с электронами вещества, и ниже по потоку от этих толчков преобладает плотность энергии излучения, а не тепловая энергия вещества.
Важным типом астрофизической ударной волны является релятивистская ударная волна, в которой скорость ударной волны составляет неотъемлемую часть скорости света. Эти толчки уникальны для астрофизических сред и могут быть бесстолкновительными или радиационными. Теоретически ожидаются релятивистские толчки в гамма-всплесках , струях активных галактических ядер и некоторых типах сверхновых.
Примеры [ править ]
- Межпланетные ударные волны, вызванные солнечными вспышками и корональными выбросами массы , и первоначально обнаруженные в результате внезапных геомагнитных вспышек .
- В носовой части шоки формируется вокруг планет в звездных ветров, а иногда вокруг звезды сами.
- Остатки сверхновой, разносящие толчок через межзвездную среду (ISM).
- Удары, проходящие через массивную звезду, когда она взрывается в сверхновой, коллапсирующей ядро . [4]
- Удары в межзвездном газе , вызванные столкновением молекулярных облаков или гравитационным коллапсом облака.
- Аккреционные скачки на краях скоплений галактик .
Ссылки [ править ]
- ^ ЗЕЛЬДОВИЧ Ю.Б., ФИЗИЧЕСКИЕ УДАРНЫЕ ВОЛНЫ 1,2.
- ^ Де Хоффманн, Ф .; Теллер, Э. (1950-11-15). «Магнитогидродинамические удары» . Физический обзор . 80 (4): 692–703. DOI : 10.1103 / PhysRev.80.692 .
- ^ MS Longair, High Energy Astrophysics Vol 1,2, Cambridge University Press
- ^ Структура ударных волн сверхновых, Т. А. Уивер, 1976 APJS ... 32..233W
