OBOLOChKI I KAVERNY VOKRUG KOMPAKTNYKh SKOPLENIY MASSIVNYKh ZVEZD: 3D MGD MODELIROVANIE

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Представлены результаты трехмерного магнитогидродинамического (3D МГД) моделирования структуры течения плазмы в окрестности компактного скопления молодых массивных звезд на фазе эволюции скопления, определяемой звездами Вольфа–Райе. Такая фаза имеет место для скопления с возрастом в несколько миллионов лет, близкой к моменту начала вспышек сверхновых, прототипом являются известные объекты Вестерлунд 1 и 2. Столкновения мощных ветров массивных звезд в ядре скопления, рассчитанные как взаимодействия индивидуальных истечений звезд, сопровождаются их частичной термализацией и формируют коллективный ветер скопления. Рассмотрена МГД динамика расширения каверны, образованной коллективным ветром в зависимости от плотности окружающей межзвездной среды с однородным магнитным полем. Показано, что при расширении в холодной нейтральной среде коллективный ветер скопления способен изменить топологию его родительского облака за время фазы звезд Вольфа–Райе, выметая более 104 M⊙ газа за ~2 × 105 лет и формируя при этом тонкие плотные протяженные оболочки с усиленными магнитными полями. В холодной нейтральной среде с плотностью ~20 см−3 и магнитным полем ~3.5 мкГс вокруг каверны ветра формируется тонкая оболочка с характерной ячеистой структурой распределения плотности и магнитных полей. Ячеистая структура магнитного поля проявляется в частях оболочки, расширяющихся в направлении, поперечном ориентации внешнего магнитного поля. Магнитные поля в оболочке усиливаются до значений напряженности ≥50 мкГс. Образование ячеистой структуры связано с развитием неустойчивостей. Расширение каверны в теплой нейтральной межзвездной среде также сопровождается формированием оболочки с усиленным магнитным полем.

References

  1. Абрамовски и др. (A. Abramowski, F. Acero, F. Aharonian, A. G. Akhperjanian, G. Anton, A. Balzer, A. Barnacka, U. Barres de Almeida, et al.), Astron. Astrophys. 537, A114 (2012).
  2. Аведисова (V.S. Avedisova), Sov. Ast. 15, 708 (1972).
  3. Агаронян и др. (F. Aharonian, R. Yang, E. de Ona Wilhelmi), Nat. Astron. 3, 561 (2019).
  4. Адамо и др. (A. Adamo, P. Zeidler, J.M.D. Kruijssen, M. Chevance, M. Gieles, D. Calzetti, C. Charbonnel, H. Zinnecker, et al.), Space Sci. Rev. 216, 69 (2020).
  5. Аккерман и др. (M. Ackermann, M. Ajello, A. Allafort, L. Baldini, J. Ballet, G. Barbiellini, D. Bastieri, A. Belfiore, et al.), Science 334, 1103 (2011).
  6. Артур (S.J. Arthur), Diffuse Matter from Star Forming Regions to Active Galaxies (Ed. T.W. Hartquist, J.M. Pittard, S.A.E.G. Falle, Dordrecht: Springer, 2007), p. 183.
  7. Бадмаев и др. (D.V. Badmaev, A.M. Bykov, M.E. Kalyashova), MNRAS 517, 2818 (2022).
  8. Бадмаев и др. (D.V. Badmaev, A.M. Bykov, M.E. Kalyashova), MNRAS 527, 3749 (2024).
  9. Бадьин и др. (D.A. Badjin, S.I. Glazyrin, K.V. Manukovskiy, S.I. Blinnikov), MNRAS 459, 2188 (2016).
  10. Бадьин, Глазырин (D.A. Badjin and S.I. Glazyrin), MNRAS 507, 1492 (2021).
  11. Балбус, МакКи (S.A. Balbus and C.F. McKee), Astrophys. J. 252, 529 (1982).
  12. Балбус (S.A. Balbus), Astrophys. J. 303, L79 (1986).
  13. Брагинский (S.I. Braginskii), Rev. Pl. Phys. 1, 205 (1965).
  14. Быков (A.M. Bykov), Astron. Astrophys. Rev. 22, 77 (2014).
  15. Васкес-Семадени и др. (E. Va´zquez-Semadeni, G.C. Go´mez, A.K. Jappsen, J. Ballesteros-Paredes, R.F. Gonza´lez, R.S. Klessen), Astrophys. J. 657, 870 (2007).
  16. Вирсма и др. (R.P.C. Wiersma, J. Schaye, T. Theuns, C.D. Vecchia, L. Tornatore), MNRAS 399, 574 (2009).
  17. де Вит и др. (W.J. de Wit, L. Testi, F. Palla, H. Zinnecker), Astron. Astrophys. 437, 247 (2005).
  18. Вишняк (E.T. Vishniac), Astrophys. J. 274, 152 (1983).
  19. Вишняк, Рю (E.T. Vishniac and D. Ryu), Astrophys. J. 337, 917 (1989).
  20. Вулфайр и др. (M.G. Wolfire, C.F. McKee, D. Hollenbach, A.G.G.M. Tielens), Astrophys. J. 587, 278 (2003).
  21. Вью и др. (T. Vieu, C.J.K. Larkin, L. Harer, B. Reville, A.A.C. Sander, V. Ramachandran), MNRAS 532, 2174 (2024).
  22. Галлегос-Гарсиа и др. (M. Gallegos-Garcia, B. Burkhart, A.L. Rosen, J.P. Naiman, E. Ramirez-Ruiz), Astrophys. J. Lett. 899, L30 (2020).
  23. Грин и др. (S. Green, J. Mackey, T.J. Haworth, V.V. Gvaramadze, P. Duffy), Astron. Astrophys. 625, A4 (2019).
  24. Гуо и др. (M. Guo, C.-G. Kim, J.M. Stone), Astrophys. J. 990, 49 (2025).
  25. Гупта и др. (S. Gupta, B. Nath, P. Sharma), MNRAS 479, 5220 (2018).
  26. Гупта и др. (S. Gupta, B. Nath, P. Sharma, D. Eichler), MNRAS 493, 3159 (2020).
  27. Деднер и др. (A. Dedner, F. Kemm, D. Kro¨ner, C.-D. Munz, T. Schnitzer, M. Wesenberg), J. Comput. Phys. 175, 645 (2002).
  28. Канто и др. (J. Canto´, A.C. Raga, L.F. Rodriguez), Astrophys. J. 536, 896 (2000).
  29. Као и др. (Z. Cao, F. Aharonian, Q. An, Axikegu, L.X. Bai, Y.X. Bai, Y.W. Bao, D. Bastieri, et al.), Nature 594, 33 (2021).
  30. Кастор и др. (J. Castor, R. McCray, R. Weaver), Astrophys. J. Lett. 200, L107 (1975).
  31. Клавел и др. (M. Clavel, S. Soldi, R. Terrier, V. Tatischeff, G. Maurin, G. Ponti, A. Goldwurm, A. Decourchelle), MNRAS 443, L129 (2014).
  32. Кларк и др. (J.S. Clark, M.E. Lohr, F. Najarro, H. Dong, F. Martins), Astron. Astrophys. 617, A65 (2018).
  33. Клессен, Гловер (R.S. Klessen and S.C.O. Glover), Star Formation in Galaxy Evolution: Connecting Numerical Models to Reality (Berlin, Heidelberg: Springer), Saas-Fee Advanced Course 43, 85 (2016).
  34. Кови, МакКи (L.L. Cowie and C.F. McKee), Astrophys. J. 211, 135 (1977).
  35. Кокс (D.P. Cox), Annu. Rev. Astron. Astrophys. 43, 337 (2005).
  36. Кояма, Инутсука (H. Koyama and S.-i. Inutsuka), Astrophys. J. 564, L97 (2002).
  37. Краузе и др. (M. Krause, K. Fierlinger, R. Diehl, A. Burkert, R. Voss, U. Ziegler), Astron. Astrophys. 550, A49 (2013).
  38. Кривонос и др. (R.A. Krivonos, J.A. Tomsick, F.E. Bauer, F.K. Baganoff, N.M. Barriere, A. Bodaghee, S.E. Boggs, F.E. Christensen, et al.), Astrophys. J. 781, 107 (2014).
  39. Лада, Лада (C.J. Lada and E.A. Lada), Annu. Rev. Astron. Astrophys. 41, 57 (2003).
  40. Леви и др. (R.C. Levy, A.D. Bolatto, D. Mayya, B. Cuevas-Otahola, E. Tarantino, M.L. Boyer, L.A. Boogaard, T. Bo¨ker, et al.), Astrophys. J. Lett. 973, L55 (2024).
  41. МакКрей, Кафатос (R. McCray and M. Kafatos), Astrophys. J. 317, 190 (1987).
  42. МакЛоу, МакКрей (M.M. Mac Low and R. McCray), Astrophys. J. 324, 776 (1988).
  43. Мейер и др. (D.M.-A. Meyer, J. Mackey, N. Langer, V.V. Gvaramadze, A. Mignone, R.G. Izzard, L. Kaper), MNRAS 444, 2754 (2014).
  44. Мийоши, Кусано (T. Miyoshi and K. Kusano), J. Comput. Phys. 208, 315 (2005).
  45. Миньер и др. (J. Minie`re, S.E. Bouquet, C. Michaut, J. Sanz, M. Mancini), Astron. Astrophys. 617, A133 (2018).
  46. Миньоне и др. (A. Mignone, G. Bodo, S. Massaglia, T. Matsakos, O. Tesileanu, C. Zanni, A. Ferrari), Astrophys. J. Suppl. Ser. 170, 228 (2007).
  47. Мун и др. (S. Moon, W.-T. Kim, C.-G. Kim, E.C. Ostriker), Astrophys. J. 946, 114 (2023).
  48. Остерброк, Ферланд (D.E. Osterbrock and G.J. Ferland), Astrophysics of gaseous nebulae and active galactic nuclei, 2nd. ed. (Sausalito, CA: University Science Books, 2006), p. 1.
  49. Паркер (E.N. Parker), Astrophys. J. 117, 431 (1953).
  50. Пикельнер (S.B. Pikelner), Astrophys. Lett. 2, 97 (1968).
  51. Полак и др. (B. Polak, M.M. Mac Low, R.S. Klessen, T.J. Wei, C. Cournoyer-Cloutier, et al.), Astron. Astrophys. 690, A94 (2024).
  52. Предель и др. (P. Predehl, R.A. Sunyaev, W. Becker, H. Brunner, R. Burenin, A. Bykov, A. Cherepashchuk, N. Chugai, et al.), Nature 588, 227 (2020).
  53. Роджерс, Питтард (H. Rogers, J. M. Pittard), Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 431, 1337 (2013).
  54. Родригес-Гонсалес и др. (A. Rodriguez-Gonza´lez, J. Canto´, A. Esquivel, A. C. Raga, P. F. Vela´zquez), Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 380, 1198 (2007).
  55. Родригес-Гонсалес и др. (A. Rodriguez-Gonza´lez, A. Esquivel, A. C. Raga, and J. Canto´), Astrophys. J. 684, 1384 (2008).
  56. Рокфеллер и др. (G. Rockefeller, C.L. Fryer, F. Melia, Q.D. Wang), Astrophys. J. 623, 171 (2005).
  57. Сазерленд и др. (R.S. Sutherland, G.V. Bicknell, M.A. Dopita), Astrophys. J. 591, 238 (2003).
  58. Седов (L.I. Sedov), J. Appl. Math. Mech. 10, 241 (1946).
  59. Спитцер (L. Spitzer), Physics of Fully Ionized Gases (New York: Interscience, 1962).
  60. Сюняев и др. (R.A. Sunyaev, M. Markevitch, M. Pavlinsky), Astrophys. J. 407, 606 (1993).
  61. Уивер и др. (R. Weaver, R. McCray, J. Castor, P. Shapiro, R. Moore), Astrophys. J. 218, 377 (1977).
  62. Филд (G.B. Field), Astrophys. J. 142, 531 (1965).
  63. Хабибуллин и др. (I. Khabibullin, E. Churazov, R. Ferrazzoli, P. Kaaret, J.J. Kolodziejczak, F. Marin, R. Sunyaev, J. Svoboda, et al.), arXiv 2508.04862 (2025).
  64. Хаммер (D.G. Hummer), MNRAS 268, 109 (1994).
  65. Харер и др. (L. Harer, B. Reville, T. Vieu, J. Hinton, L. Mohrmann, J. Wang), PoS(ICRC2023), 444, 854 (2024).
  66. Харер и др. (L. Harer, T. Vieu, B. Reville), Astron. Astrophys. 698, A6 (2025).
  67. Хартен и др. (A. Harten, P.D. Lax, B. van Leer), SIAM Rev. 25, 35 (1983).
  68. Хенни и др. (W.J. Henney, S.J. Arthur, F. De Colle, G. Mellema), MNRAS 398, 157 (2009).
  69. Чеванс и др. (M. Chevance, J.M.D. Kruijssen, M.R. Krumholz, B. Groves, B.W. Keller, A. Hughes, S.C.O. Glover, J.D. Henshaw, et al.) MNRAS 509, 272 (2022).
  70. Чуразов и др. (E. Churazov, I.I. Khabibullin, A.M. Bykov, N.N. Chugai, R.A. Sunyaev, V.P. Utrobin, I.I. Zinchenko), Astron. Astrophys. 691, L22 (2024).
  71. Шевалье, Имамура (R.A. Chevalier and J.N. Imamura), Astrophys. J. 261, 543 (1982).
  72. Шевалье, Клегг (R.A. Chevalier and A.W. Clegg), Nature 317, 44 (1985).
  73. Шиннерер, Лерой (E. Schinnerer and A.K. Leroy), Annu. Rev. Astron. Astrophys. 62, 369 (2024).
  74. Шнайдер и Робертсон (E.E. Schneider and B.E. Robertson), Astrophys. J. 860, 135 (2018).
  75. Шуре и др. (K.M. Schure, D. Kosenko, J.S. Kaastra, R. Keppens, J. Vink), Astron. Astrophys. 508, 751 (2009).
  76. Юсеф-Заде и др. (F. Yusef-Zadeh, M. Muno, M. Wardle, D.C. Lis), Astrophys. J. 656, 847 (2007).
  77. Янг и др. (R. Yang, E. de Ona Wilhelmi, F. Aharonian), Astron. Astrophys. 611, A77 (2018).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).