13 年 2024 月 XNUMX 日 (Nanowerkニュース) 物理学者は、なぜプラズマ中に流体構造が形成されるのかを説明するためにレイリー・テイラー不安定性に頼ることがよくありますが、超新星 1987A の周りの水素の塊のリングに関しては、それだけではすべてが解明されない可能性があることが、ミシガン大学の研究で示唆されています。で発表された研究では、 Physical Review Lettersに (「SN1987A やその他の星の赤道リングに沿って凝集するための流体力学的メカニズム」）、研究チームは、クロウの不安定性は星の残骸を取り囲む「真珠の列」をよりよく説明しており、長年の天体物理学の謎に光を当てていると主張している。
シミュレーションでは、左側にガス雲の形状、右側に渦、つまり急速に回転する流れの領域が表示されます。それぞれのリングは、クラウドの進化の後の時間を表します。これは、回転のない均一なリングとして始まったガス雲が、渦が発達するにつれて塊状のリングになる様子を示しています。最終的に、ガスは別個の塊に分解されます。 (画像: Michael Wadas、科学コンピューティングおよびフロー研究所) 「この研究の興味深い点は、飛行機の後流を分断するのと同じメカニズムがここでも働いている可能性があるということです」と、この研究の責任著者で機械工学の大学院生である Michael Wadas 氏は述べています。作業時のエンジニアリング。ジェット飛行機雲では、翼端渦として知られる各翼の端から出る螺旋状の気流により、クロウの不安定性により滑らかな雲の線に切れ目が生じます。これらの渦は互いに流れ込み、隙間を生み出します。これは排気ガス中の水蒸気によって確認できます。そして、クロウの不安定性は、レイリー・テイラーにはできなかったこと、つまり残骸の周囲に見られる塊の数を予測することを可能にします。 「レイリー・テイラー不安定性から、塊がある可能性があることがわかりますが、そこから数値を導き出すのは非常に困難です」と、現在カリフォルニア工科大学の博士研究員であるワダス氏は言う。
黒い背景では、暗い星や遠くの星が白く輝き、近くの星や明るい 1987 つの星が虹の雪片のような六角形の回折パターンを生成します。フレームの中央にある超新星残骸は爬虫類の目に似ており、中央には超新星からの衝撃波で照らされた水素の塊である明るい白い点で囲まれた青緑色の雲があります。淡い霞が点のリングを囲み、その内側には他のあまりはっきりしない点があります。超新星 163,000A は、1604 光年離れた地球に比較的近く、その進化を目撃するための洗練された天文台が存在していた時代にその光が地球に到達したため、最も有名な星の爆発の XNUMX つです。これは、XNUMX 年のケプラーの超新星以来、肉眼で見える初めての超新星であり、星の進化についての理解を形成する上で非常に大きな役割を果たした、非常に珍しい天体物理学的出来事となっています。
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が撮影した、超新星 1987A が残した残骸の近赤外線画像。 「真珠の列」として知られる水素の塊は、星の残骸の青緑色の中心の周りに白い点の輪として現れ、超新星衝撃波によって与えられたエネルギーにより今も明るく輝いています。塊の数は、クロウの不安定性によって塊が形成されたことと一致しています。 (画像: NASA、ESA、CSA、M. マツウラ (カーディフ大学)、R. アーレント (NASA ゴダード宇宙飛行センター & メリーランド大学、ボルティモア郡)、C. フランソン (ストックホルム大学)、J. ラーション (KTH 王立研究所) Technology)、A. Pagan (STScI)) 爆発した星についてはまだ不明な点が多くありますが、爆発に先立って星を囲むガスの輪は 32 つの星の合体によって生じたと考えられています。これらの星は、超新星爆発の数万年前に青色巨星になる際に、周囲の空間に水素を放出しました。そのリング状のガス雲は、恒星風として知られる青色巨星から放出される高速荷電粒子の流れによって打ちのめされました。この塊は星が爆発する前に形成されたと考えられている。研究者らは、風が雲を外側に押し出すと同時に表面を引きずり、雲の上部と下部が中央よりも速く押し出される様子をシミュレーションした。これにより雲が丸まり、それがクロウの不安定性を引き起こし、かなり均等な塊に砕け、それが一連の真珠となった。 30 という予測値は、超新星 40A 残骸の周囲に観察された 1987 ～ XNUMX 個の塊に非常に近いです。 「これが、これがクロウの不安定性であると我々が考える大きな理由です」と、機械工学の機械工学教授であり、この研究の主著者であるエリック・ジョンセン氏は述べた。研究チームは、クロウの不安定性が、望遠鏡の画像で最も明るく見えるリングからさらに外側に、星の周りにさらにビーズ状のリングが形成されることを予測する可能性があるというヒントを発見した。昨年XNUMX月に公開されたジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の近赤外線カメラからのショットに、より多くの塊が現れているように見えることを彼らは喜んでいた、とワダス氏は説明した。研究チームはまた、星の周囲の塵が惑星に沈着するときにクロウの不安定性が影響している可能性があると示唆したが、この可能性を探るためにはさらなる研究が必要である。
シミュレーションでは、左側にガス雲の形状、右側に渦、つまり急速に回転する流れの領域が表示されます。それぞれのリングは、クラウドの進化の後の時間を表します。これは、回転のない均一なリングとして始まったガス雲が、渦が発達するにつれて塊状のリングになる様子を示しています。最終的に、ガスは別個の塊に分解されます。 (画像: Michael Wadas、科学コンピューティングおよびフロー研究所) 「この研究の興味深い点は、飛行機の後流を分断するのと同じメカニズムがここでも働いている可能性があるということです」と、この研究の責任著者で機械工学の大学院生である Michael Wadas 氏は述べています。作業時のエンジニアリング。ジェット飛行機雲では、翼端渦として知られる各翼の端から出る螺旋状の気流により、クロウの不安定性により滑らかな雲の線に切れ目が生じます。これらの渦は互いに流れ込み、隙間を生み出します。これは排気ガス中の水蒸気によって確認できます。そして、クロウの不安定性は、レイリー・テイラーにはできなかったこと、つまり残骸の周囲に見られる塊の数を予測することを可能にします。 「レイリー・テイラー不安定性から、塊がある可能性があることがわかりますが、そこから数値を導き出すのは非常に困難です」と、現在カリフォルニア工科大学の博士研究員であるワダス氏は言う。黒い背景では、暗い星や遠くの星が白く輝き、近くの星や明るい 1987 つの星が虹の雪片のような六角形の回折パターンを生成します。フレームの中央にある超新星残骸は爬虫類の目に似ており、中央には超新星からの衝撃波で照らされた水素の塊である明るい白い点で囲まれた青緑色の雲があります。淡い霞が点のリングを囲み、その内側には他のあまりはっきりしない点があります。超新星 163,000A は、1604 光年離れた地球に比較的近く、その進化を目撃するための洗練された天文台が存在していた時代にその光が地球に到達したため、最も有名な星の爆発の XNUMX つです。これは、XNUMX 年のケプラーの超新星以来、肉眼で見える初めての超新星であり、星の進化についての理解を形成する上で非常に大きな役割を果たした、非常に珍しい天体物理学的出来事となっています。
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が撮影した、超新星 1987A が残した残骸の近赤外線画像。 「真珠の列」として知られる水素の塊は、星の残骸の青緑色の中心の周りに白い点の輪として現れ、超新星衝撃波によって与えられたエネルギーにより今も明るく輝いています。塊の数は、クロウの不安定性によって塊が形成されたことと一致しています。 (画像: NASA、ESA、CSA、M. マツウラ (カーディフ大学)、R. アーレント (NASA ゴダード宇宙飛行センター & メリーランド大学、ボルティモア郡)、C. フランソン (ストックホルム大学)、J. ラーション (KTH 王立研究所) Technology)、A. Pagan (STScI)) 爆発した星についてはまだ不明な点が多くありますが、爆発に先立って星を囲むガスの輪は 32 つの星の合体によって生じたと考えられています。これらの星は、超新星爆発の数万年前に青色巨星になる際に、周囲の空間に水素を放出しました。そのリング状のガス雲は、恒星風として知られる青色巨星から放出される高速荷電粒子の流れによって打ちのめされました。この塊は星が爆発する前に形成されたと考えられている。研究者らは、風が雲を外側に押し出すと同時に表面を引きずり、雲の上部と下部が中央よりも速く押し出される様子をシミュレーションした。これにより雲が丸まり、それがクロウの不安定性を引き起こし、かなり均等な塊に砕け、それが一連の真珠となった。 30 という予測値は、超新星 40A 残骸の周囲に観察された 1987 ～ XNUMX 個の塊に非常に近いです。 「これが、これがクロウの不安定性であると我々が考える大きな理由です」と、機械工学の機械工学教授であり、この研究の主著者であるエリック・ジョンセン氏は述べた。研究チームは、クロウの不安定性が、望遠鏡の画像で最も明るく見えるリングからさらに外側に、星の周りにさらにビーズ状のリングが形成されることを予測する可能性があるというヒントを発見した。昨年XNUMX月に公開されたジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の近赤外線カメラからのショットに、より多くの塊が現れているように見えることを彼らは喜んでいた、とワダス氏は説明した。研究チームはまた、星の周囲の塵が惑星に沈着するときにクロウの不安定性が影響している可能性があると示唆したが、この可能性を探るためにはさらなる研究が必要である。
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- 情報源： https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64846.php
