Evolyucionnaya astrofizika
<< 2.2 Sverhnovye tipa Ia
2.3 Ostatki sverhnovyh i ih vzaimodeistvie s mezhzvezdnoi sredoi
Sbroshennaya pri vspyshke sverhnovoi obolochka rasshiryaetsya so sverhzvukovoi skorost'yu v mezhzvezdnuyu sredu i obrazuet udarnuyu volnu. Razlichayut neskol'ko stadii vzaimodeistviya obolochki s okruzhayushei sredoi.
Stadiya 1. Svobodnyi razlet.
Na etoi stadii obolochka dvizhetsya po inercii tak, kak esli by vneshnei sredy ne bylo voobshe, . Izluchenie obolochki ne igraet roli v ee dinamike. Staliya zakanchivaetsya pri sgrebanii massy okruzhayushego veshestva, ravnoi masse rasshiryayusheisya obolochki . Dlya g/sm3 i etot moment nastupaet pri pk, primerno cherez 100 let posle nachala rasshireniya.
Stadiya 2. Adiabaticheskoe rasshirenie.
Radiacionnye processy po-prezhnemu
dinamicheski nevazhny (otsyuda nazvanie - adiabaticheskaya stadiya),
tak kak temperatura gaza za frontom udarnoi volny ochen' vysokaya.
Kineticheskaya energiya obolochki rashoduetsya na nagrev gaza za frontom
sil'noi udarnoi volny i na uskorenie sgrebennogo mezhzvezdnogo gaza.
Kogda massa sgrebennogo gaza mnogo bol'she M0,
dvizhenie obolochki dovol'no tochno
opisyvaetsya avtomodel'nym resheniem L.I. Sedova (1946) dlya
sil'nogo vzryva v srede. Mozhno poluchit' zavisimost'
povedeniya radiusa obolochki ot vremeni iz prostyh fizicheskih
soobrazhenii (L. Spitcer, Fizicheskie processy v mezhzvezdnoi
srede, M.: Mir, 1981). Pust' teplovaya energiya
gaza sostavlyaet dolyu K1 ot polnoi energii E0,
a davlenie neposredstvenno za frontom UV p2 v K2 raz
bol'she srednego davleniya vnutri obolochki. Dlya ideal'nogo gaza
s pokazatelem adiabaty
,
gde - plotnost' energii. Togda
mezhdu davleniem srazu za frontom p2, plotnost'yu i skorost'yu vtekaniya nevozmushennogo gaza v UV u1. Kombiniruya eti uravneniya i uchityvaya, chto u1=dRs/dt, poluchaem
Tochnyi dinamicheskie raschet daet dlya K1=0.72, K2=2.13, tak chto K1K2=1.53.
Integriruya poslednee uravnenie, poluchaem
dlya skorosti rasprostraneniya UV v etom rezhime
Poskol'ku temperatura za frontom sil'noi udarnoi volny
dlya ideal'nogo gaza s
(kB - postoyannaya Bol'cmana, - molekulyarnyi ves) padaet so vremenem kak , nachinaya s nekotorogo momenta vremeni (radiusa obolochki) stanovyatsya vazhnymi processy radiativnogo ohlazhdeniya UV i adiabaticheskoe priblizhenie narushaetsya.
Zametim, chto uzhe v konce stadii svobodnogo razleta voznikaet obratnaya udarnaya volna, rasprostranyayushayasya vnutr' obolochki (v sisteme koordinat, svyazannoi s frontom UV), no dvizhushayasya naruzhu v laboratornoi sisteme (t.e. gaz vtekaet v obratnuyu udarnuyu volnu iznutri obolochki). Poskol'ku izluchenie plazmy proporcional'no kvadratu plotnosti, imenno obratnaya UV daet naibol'shii vklad v rentgenovskoe izluchenie molodyh ostatkov sverhnovyh (sm. noveishie nablyudeniya rentgenovskimi kosmicheskimi observatoriyami Chandra i HMM "N'yuton"). Eti nablyudeniya okazalis' ochen' horoshee soglasie s teoreticheskimi modelyami ostatkov sverhnovyh umerennyh vozrastov.
Stadiya 3. Stadiya snegoochistitelya (angl. "snow-plow").
Nastupaet posle katastroficheskogo ohlazhdeniya gaza obolochki, kogda
temperatura padaet nizhe
K i plazma nachinaet
intensivno vysvechivat' zapasennuyu teplovuyu energiyu.
UV pri etom stanovitsya izotermicheskoi ().
Obolochka stanovitsya tonkoi
i holodnoi, poskol'ku skorost' gaza, proshedshego cherez udarnuyu
volnu, men'she skorosti dvizheniya fronta po srede
i gaz, podzhimaemyi davleniem obolochki iznutri, dolgo ostaetsya vblizi fronta UV.
Perehod k etomu rezhimu proishodit pri radiuse obolochki
Dvizhenie UV podderzhivaetsya za schet zapasennogo v obolochke impul'sa ( M(dRs/dt)=const, ), UV sgrebaet okruzhayushii gaz i peredaet emu svoi impul's, i situaciya pohozha na sgrebanie snega snegoochistitelem. V etom rezhime rasshirenie obolochki zamedlyaetsya, t.k. iz sohraneniya impul'sa sleduet (a ne Rs-3/2 kak v sluchae adiabaticheskogo razleta, sm. (10)). Neslozhno pokazat' (sm. naprimer, S.I. Blinnikov, Astrophysics of exploding objects, Osaka, 2000), chto pri etom . Tak kak radius smeny rezhimov Rc zavisit ot nachal'noi energii, izmeryaya skorost' dvizheniya obolochki u na radiativnoi stadii (naprimer, po opticheskim liniyam), mozhno poluchit' ocenku energii nachal'nogo vzryva E0:
Razrezhennyi goryachii gaz vnutri obolochki prakticheski ne ostyvaet i yavlyaetsya dopolnitel'nym istochnikom rasshireniya obolochek na pozdnih radiativnyh stadiyah. Po proshestvii let posle nachala rasshireniya mery emissii obolochek sverhnovyh umen'shayutsya nastol'ko, chto oni stanovyatsya prakticheski nerazlichimymi na fone srednego izlucheniya mezhzvezdnoi sredy.
V deistvitel'nosti znachitel'naya neodnorodnost' plotnosti mezhzvezdnoi sredy, magnitnye polya, razlichnye neustoichivosti (teplovye neustoichivosti, neustoichivost' Releya-Teilora pri rasshirenii goryachego gaza v holodnom, neustoichivost' fronta UV Rihtmaiera-Meshkova i t.d.) i prochie astrofizicheskie faktory znachitel'no uslozhnyayut obrisovannuyu vyshe shematicheskuyu kartinu evolyucii ostatkov sverhnovyh. V nekotoryh tipah ostatkov (t.n. pleriony) osnovnaya energiya v obolochku postupaet v vide relyativistskih chastic, rozhdennyh bystrovrashayusheisya neitronnoi zvezdoi s sil'nym magnitnym polem - pul'sarom, obrazuyushimsya v rezul'tate kollapsa. Horosho izvestnyi primer molodogo ostatka sverhnovoi s pul'sarom - Krabovidnaya tumannost', ostatok vspyshki SN 1054 g. v sozvezdii Tel'ca. Bolee detal'noe izlozhenie i sopostavlenie s nablyudatel'nymi dannymi sm. v upomyanutoi monografii T.A. Lozinskoi.
<< 2.2 Sverhnovye tipa Ia
Publikacii s klyuchevymi slovami:
astrofizika - Evolyuciya zvezd - kvazary - Kosmologiya
Publikacii so slovami: astrofizika - Evolyuciya zvezd - kvazary - Kosmologiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |