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2018
02-05

银河级磁场可以“平滑”恒星的弓形震荡


我们在我们的近地天空看到的星星是不是真的静止。在我们看来,这些天体年复一年地保持在同一个地方,因为我们根本看不到由于时间尺度小和距离遥远而造成的可观察到的差异。然而,现代天文学可以测量恒星在空间中移动的速度。有时候这个速度足够高,造成一个强烈的副作用,称为恒星弓冲击。

赫歇尔α-Orionis弓冲击PACS图像。低频震动由多条平滑的弧线组成,缺乏大规模的不稳定性。图片由研究人员提供。

这个现象发生在恒星的速度足够高时,会在它自己的恒星风与星际介质中包含的粒子碰撞之间形成一个密度增加的球形区域。

应该指出的是,现有的分析模型和天体物理计算机模拟表明,当恒星速度超过恒星风速时,会形成不稳定性。然而,最近的 Herschel 观察到2012年的星期三(α-Orionis)清楚地表明,这个物体的弓形震动是平滑的,不包含根据理论预测应该存在的任何实质性的不稳定性。这不是唯一的例子:同样的结果观察到另外两颗恒星, UU Aurigae X Pavonis 在同一年。

以前的解释不稳定性的尝试是基于假设观察到的弓形冲击仍然相对“年轻”,而结构性扰动还没有时间出现。而现在,最近的一项研究提出了另一种假设,即弓形激波不稳定性的增长可能被大规模的星际磁场所抑制。

来自比利时和法国的一个科学家小组在arXiv.org上发表的一篇论文中对的Betelgeuse 弓激波进行了分析。参宿居于我们银河系的猎户座手臂中,离银河系中心约8000千米。据早些时候的研究人员估计,这个地区也受到超过100毫秒的弱磁场的影响。作者指出,根据较早的分析预测,这个均匀的磁场与粒子流动的运动(与运动方向平行)一致,理论上可以抑制弓形冲击不稳定性的形成。

为了验证这种效应的可能性,团队为两个相反的情景创建了一个的“双星”弓形激波2.5D模型:有和没有星际磁场。对于没有星际磁场的模拟(每个面板的右侧),在20 000(左),50 000(中心)和100 000(右)年之后,星周介质的密度以g / cm为单位, 3 和一个3μG的星际磁场(每个面板的左侧)。在星际磁场的存在下,不稳定性会随着星体移动而缩小。图片由研究人员提供。

模拟的结果是明确的。恒星弓形激波不稳定性的强度随时间增加而没有外部磁场的存在。在相反的情况下,不稳定性出现了,但是在几千年的时间内,它们的发展停止了,甚至被扭转了。在更强的磁场的影响下,失真的程度也下降了。然而,作者指出,即使是相对较弱的磁场(甚至低于先前观测的估计)也足以实现这一点。研究小组还指出,不稳定的大小可以通过温暖的星际介质(约8000K)进一步降低。模拟也表明,星际磁场的存在不会影响弓形激波的整体大小或形状。该研究的作者将在近期的三维(3D)空间中执行类似的 Betelgeuse 弓冲击的模拟。

作者:Alius Noreika, 资料来源:www.technology.org