中國科學院國家天文臺研究人員利用磁流體模擬,解釋了超新星遺跡的射電演化,并預言其存在未被發現的殼層。
超新星遺跡是超新星爆發后與周圍星際介質相互作用的產物,其演化過程不僅與前身星的性質密切相關,還受到周圍星際氣體和磁場分布的巨大影響。由于超新星爆發的前身星存在多樣性,因此星際氣體和磁場的分布愈發難以預測,這對磁流體模擬初始條件的設定而言也是困難的。國家天文臺的這一研究著眼于已有充分觀測結果的超新星遺跡W51C,并根據已有的研究結論,得出較為完備的初始條件進行模擬。超新星遺跡W51C被認為是一個單殼層遺跡,臨近W51A和W51B兩個電離氫區。在這個領域,有一個問題困擾相關研究者已久:W51A方向在射電波段存在非熱輻射,而作為電離氫區的W51A本身不會產生非熱輻射。國家天文臺研究人員將初始條件導入磁流體模型進行演化,結果顯示W51C應該有另外一個未被發現的殼層與電離氫區W51A在視線方向上重合。通過對德國Effelsberg100米射電望遠鏡的偏振觀測數據分析,研究組發現W51A方向上在射電波段存在明顯的偏振輻射,而這并不是電離氫區能夠產生的。據此,研究組認為,可能是由于電離氫區W51A過亮造成輻射遮擋,導致以往研究未能發現這一殼層。
以上研究結果證實了超新星遺跡存在未被發現的殼層的預言,也檢驗了磁流體模擬的可靠性,可為將來對其他遺跡的觀測和相應設備的建設提供參考。此外,這項研究模擬了W51C沿視線方向與分子云相互作用,解釋了W51B中一個致密電離氫區G49.2-0.35方向上非熱輻射的起源,并對附近OH脈澤的分布進行了更細致的研究。
相關研究成果發表在The Astrophysical Journal上。