一颗快速移动的恒星与星际气体碰撞产生壮观的弓形冲击波

韩(ζ Oph = Zeta Ophiuchi) ,中国恒星名称,位于中国星图中的天市垣,所以也称为:天市右垣十一,是位于蛇夫座一颗恒星。 距离地球约460光年。 是一颗炙热的蓝巨星,质量大约是太阳20倍,却因为星际尘埃吸收了大量的蓝光造成的红化而看起来偏红。 光度约是太阳的六万五千倍。

一颗快速移动的恒星与星际气体碰撞产生壮观的弓形冲击波

「韩」原本快乐地围绕着一颗大型伴星运行,直到它的伴星在大约一百万年前爆炸为超新星。 爆炸将韩弹出了它原来的轨道,所以现在它正在星际空间中飞驰而去。 当然,超新星也驱逐了伴星的外层,所以这颗幸存的恒星也不是空旷的空间,而是在残余气体中飞驰。 对爱尔兰都柏林高等研究院天文学和天体物理学科,以塞缪尔·格林(Samuel Green)为首的天文学家团来说,是研究这种复杂情况的好消息。

「韩」通过穿过星际气体,使到恒星产生加热的冲击波,从红外线到 X 射线的所有东西都会发光。 这些冲击波的物理特性非常复杂。 它由一组称为磁流体动力学的数学方程控制,该方程描述了流体气体及它的周围磁场的行为。 对这些方程建立模型已经够糟糕,但是当你遇到冲击波等湍流运动时,情况会变得更糟。 这就是为什么韩如此重要的原因。 由于天文学家对它的冲击波有深刻的了解,可以将观测结果与电脑模拟进行比较。

在这项最新研究中,团队建立模拟蛇夫座附近的冲击波的电脑模型。 然后将这些模型与红外线、可见光和 X 射线的观测结果进行比较。 目标是确定那一些模拟最准确,以便进一步完善模型。 在三个模型中,有两个预测 X 射线发射的最亮区域应该位于离恒星最近的冲击波边缘,这就是天文学家所观测到的。 但所有三个模型都预测X射线发射应该比观测到的更微弱,因此没有一个模型是完全准确。 但这些模型很难做好,而这项工作是一个好的开始。

X 射线亮度的差异可能是由于冲击波中的湍流运动造成。 硏究团队计划在未来的模型中包含一些这种湍流运动。 通过多次迭代,应该能够建立一奎模拟这种星际冲击波的模型。

磁流体动力学是许多天体物理过程的核心部分,从太阳耀斑到行星的形成,再到强大的类星体黑洞引擎。 大多数这些相互作用都被距离或尘埃所掩盖,所以「韩」与星际气体碰撞可以让天文学家对这个复杂的物理学有一个令人震惊的看法,这真是太好了。

【图:美国太空总署; 文:节录自物理学机构网页】 研究全文刊登在2022年5月26日出版的《天文学与天体物理学报》; 标题是:Thermal emission from bow shocks. II.3D magnetohydrodynamic models of zeta Ophiuchi

本文由奇点天文作者上传并发布,奇点天文仅提供文章投稿展示,文章仅代表作者个人观点,不代表奇点天文立场。

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