周囲の密度が低いため、ほとんどの天体衝撃波は無衝突です。つまり、これらの衝突の平均自由行程は非常に大きく、システムのサイズを超えることが多いため、 2体クーロン衝突では衝撃波が形成されません。このような衝撃波は、無限の導電率を持つ磁化流体中の衝撃波を研究したフレデリック・デ・ホフマンとエドワード・テラー[ 2]によって初めて理論化されました。このような衝撃波でのエネルギー散逸とエントロピー生成の正確なメカニズムはまだ調査中ですが、これらの衝撃波を駆動する一般的なメカニズムは、プラズマ表皮厚さのスケールで動作する波動粒子相互作用とプラズマ不安定性で構成されていることが高く評価されています。表皮厚さは、通常、平均自由行程よりもはるかに短いです。
無衝突衝撃波は極めて高エネルギーの粒子と関連していることが知られているが、観測される高エネルギー光子が陽子、電子、あるいはその両方から放出されるのかは明確には解明されていない。高エネルギー粒子は一般的にフェルミ加速機構によって加速されると考えられている。星間物質中で膨張する超新星残骸によって引き起こされる衝撃波が、地球大気圏上空で測定される宇宙線を加速させるという見解は、一般的に一致している。 [3]
恒星環境における衝撃波、例えばコア崩壊型超新星爆発内部の衝撃波は、しばしば放射線媒介衝撃波となる。このような衝撃波は光子が物質の電子と衝突することで形成され、これらの衝撃波の下流では物質の熱エネルギーではなく放射線エネルギー密度が支配的となる。
天体物理学的衝撃波の重要な種類の一つに相対論的衝撃波があり、その速度は光速の無視できない割合になります。この衝撃波は天体物理学的環境に特有であり、衝突を伴わない場合もあれば、放射を介した場合もあります。相対論的衝撃波は、ガンマ線バースト、活動銀河核ジェット、そして一部の超新星において理論的に発生すると予想されています。
例
- 太陽フレアとコロナ質量放出による惑星間衝撃波であり、もともと地磁気突然変異によって発見されました。
- 弓状衝撃波は恒星風によって惑星の周囲に形成され、時には恒星自体の周囲にも形成される。
- 星間物質(ISM)に衝撃を与える超新星残骸。
- 巨大な恒星が崩壊型超新星爆発を起こす際に伝わる衝撃波。[4]
- 分子雲同士の衝突、または雲の重力崩壊によって引き起こされる星間ガスの衝撃。
- 銀河団の端での降着衝撃波。
参考文献
- ^ ゼルドヴィッチ、ヤコフ・ポリソビッチ; ライザー、ユウ・P.; ヘイズ、ウォレス・D.; プロブスタイン、ロナルド・F.; ゼルドヴィッチ、ヤコフ・ポリソビッチ (2012). 『衝撃波と高温流体現象の物理学』ドーバー物理学シリーズ (初版 (英語、全2巻): ニューヨーク: アカデミック・プレス、1966-1967年。新版)。ミネオラ、ニューヨーク州: ドーバー出版ISBN 978-0-486-42002-8。
- ^ De Hoffmann, F.; Teller, E. (1950-11-15). 「磁気流体衝撃」 . Physical Review . 80 (4): 692– 703. Bibcode :1950PhRv...80..692D. doi :10.1103/PhysRev.80.692.
- ^ MS Longair, 高エネルギー天体物理学 第1,2巻, ケンブリッジ大学出版局
- ^ Weaver, TA (1976). 「超新星衝撃波の構造」.アストロフィジカル・ジャーナル・サプリメント・シリーズ. 32 : 233. Bibcode :1976ApJS...32..233W. doi :10.1086/190398. ISSN 0067-0049.
