超风泡中热气体的起源

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“强烈的星风和来自OB星协的超新星爆炸在星际介质中扫出的巨大空腔被称为超风泡”。超风泡的发现源于上世纪人们对超新星遗迹的搜寻工作。一般认为[SⅡ]/Hα比值较高的星云(大于0.5)是超新星遗迹的候选体。但是更加细致的图像和谱线的观测发现这些星云的一些特征与超新星遗迹的特征不吻合。与此同时,由于它们很多与大质量的OB星协相互成协,所以很自然的推测这些星云很可能来自这些大质量恒星的星风作用的结果。不过随着高能射线探测的灵敏度的提升,人们在这些星云中探测到了弥散的X射线辐射。因为许多星云中的X射线流量无法使用星风模型解释,而超新星遗迹中普遍存在弥散X射线辐射,所以由此推测这些星云很可能是由星风与超新星遗迹共同作用产生的。目前人们将这种伴有超新星遗迹的星风云称为超风泡。  本研究分为四个部分:第一章绪论介绍目前超风泡的研究现状,以及在X射线波段的最新探测手段。第二章介绍主流超风泡起源的模型。主要有:星风模型,星风泡中的中心与非中心超新星爆炸模型。这章内容是后面章节定量计算超风泡中各个物理参数的理论基础。第三章是我们使用最新的多波段数据对超风泡N70和N185起源进行的分析工作。在这章内,首先介绍N70和N185的发现、之前人们对于它们的观测以及人们给出的解释。接着是描述下我们对于它们的X射线,光学以及高分辨率光栅观测结果。我们使用碰撞电离平衡的热辐射模型(温度~0.2 keV,平均的大麦哲伦星云金属丰度)可以很好的拟合它们的X波段谱线。对于N70和N185测得的X射线流量分别是~6.1×1035 erg s-1和~1.9×1035 erg s-1。最后我们将这些观测结果与第二章中的星风模型预计的X射线流量进行比较,发现N70的观测流量高于理论预期,因此其中很可能发生过超新星爆炸产生额外的能量注入;而在N185中我们并没有观测到过量的X射线辐射,但在光栅观测中探测到了其中的高速运动的气体(大约200 km s-1),其速度与超新星中的高速气体运动相当。通过计算,我们认为超风泡N70和N185是由其中的大质量恒星星风产生的并伴有超新星爆炸。第四章总结了目前超风泡研究的一些困难或是还没解决的问题,对未来的工作进行了展望。
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