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国家天文台利用磁流体模拟预测超新星遗迹全貌

国家天文台利用磁流体模拟预测超新星遗迹全貌

  中国科学院国家天文台研究人员利用磁流体模拟,解释了超新星遗迹的射电演化,并预言其存在未被发现的壳层拼搏在线。

  超新星遗迹是超新星爆发后与周围星际介质相互作用的产物,其演化过程不仅与前身星的性质密切相关,还受到周围星际气体和磁场分布的巨大影响。由于超新星爆发的前身星存在多样性,因此星际气体和磁场的分布愈发难以预测,这对磁流体模拟初始条件的设定而言也是困难的。国拼搏在线家天文台的这一研究着眼于已有充分观测结果的超新星遗迹W51C,并根据已有的研究结论,得出较为完备的初始条件进行模拟。超新星遗迹W51C被认为是一个单壳层遗迹,临近W51A和W51B两个电离氢区。在这个领域,有一个问题困扰相关研究者已久:W51A方向在射电波段存在非热辐射,而作为电离氢区的W51A本身不会产生非热辐射。国家天文台研究人员将初始条件导入磁流体模型进行演化,结果显示W51C应该有另外一个未被发现的壳层与电离氢区W51A在视线方向上重合。通过对德国Effelsberg100米射电望远镜的偏振观测数据分析,研究组发现W51A方向上在射电波段存在明显的偏振辐射,而这并不是电离氢区能够产生的。据此,研究组认为,可能是由于电离氢区W51A过亮造成辐射遮挡,导致以往研究未能发现这一壳层。

  以上研究结果证实了超新星遗迹存在未被发现的壳层的预言,也检验了磁流体模拟的可靠性,可为将来对其他遗迹的观测和相应设备的建设提供参考。此外,这项研究模拟了W51C沿视线方向与分子云相互作用,解释了W51B中一个致密电离氢区G49.2-0.35方向上非热辐射的起源,并对附近OH脉泽的分布进行了更细致的研究。

  相关研究成果发表在The Astrophysical Journal上。

  论文链接 

  W51C图像。左侧为美国VLA的观测结果,右侧为本次工作的模拟结果。左图中,只有右下弥散辐射部分是之前所认为的单壳层超新星遗迹W51C,W51C上方左右两侧较亮区域分别是电离氢区W51A和W51B。