宇宙射线帮助超新星爆炸产生更大的冲击力

超新星爆炸动画

根据一项由加州大学洛杉矶分校的研究人员领导的新研究,濒死的大质量恒星灾难性爆炸的最后阶段,即超新星,在宇宙射线的帮助下,可能对周围的星际气体产生高达6倍的冲击牛津大学.该研究由博士生Francisco Rodríguez Montero于2021年7月19日在虚拟国家天文学会议(NAM 2021)上提出。

当超新星爆炸时,它们向太空发射光和数十亿粒子。当光可以自由地到达我们时,粒子被爆炸产生的磁冲击波困在螺旋圈中。这些粒子在激波前沿来回穿梭,被加速到几乎光速,在逃离超新星时,被认为是宇宙射线这一神秘辐射形式的来源。

伪彩色图像超新星模拟

一个超新星模拟的假彩色图像显示气泡中有热的和冷的气体块(白色/绿色),以及在超新星残骸外壳周围的宇宙射线的丝状结构(蓝色)。作者:F. Rodríguez蒙特罗。

由于其巨大的速度,宇宙射线经历了强烈的相对论效应,实际上比普通物质损失的能量更少,从而使它们能够在星系中旅行很远的距离。在此过程中,它们会影响其路径中星际气体的能量和结构,并可能在阻止致密气体袋中新恒星形成方面发挥关键作用。然而,到目前为止,宇宙射线在星系演化中的影响还没有被很好地理解。

在这类的第一次高分辨率数值研究中,研究小组模拟了数百万年来超新星爆炸产生的冲击波的演变。他们发现,宇宙射线在超新星演化的最后阶段,以及它向其周围的星系气体注入能量的能力,扮演着关键的角色。

Rodríguez蒙特罗解释说:“最初,宇宙射线的加入似乎并没有改变爆炸的演变。然而,当超新星达到的阶段不能获得更多动力的超新星的热能转换成动能,我们发现宇宙射线可以给一个额外的推动天然气,允许最后动量的4 - 6倍高于先前预测。”

开普勒的超新星遗迹

红色、绿色和蓝色表示的是由美国宇航局钱德拉x射线天文台观测到的低、中、高能x射线,星场来自数字化巡天。来源:NASA / CXC / NCSU / JPL-Caltech / M. Burkey等。

结果表明,从星际介质中喷出的气体进入周围稀薄的气体或星系周围的介质,其质量将比先前估计的要大得多。

与最先进的理论论点相反,模拟还表明,当大质量恒星在低密度环境中爆炸时,宇宙射线提供的额外推力更重要。这可能会促进超级气泡的产生,由连续几代的超新星提供动力,将气体从星际介质中清除,并将其排出星系盘。

Rodríguez蒙特罗补充说:“我们的结果是对宇宙射线的非凡新见解的首次观察,这将为我们理解星系形成的复杂本质提供帮助。”

会议:英国皇家天文学会全国天文会议

第一个发表评论“宇宙射线帮助超新星爆炸产生更大的冲击力”

留下你的评论

邮箱地址可选。如果提供,您的电子邮件将不会被公布或共享。