Runaway stars and the Galactic supernova remnant landscape: non-thermal emission and observational evidence
本研究通过蒙特卡洛模拟发现，超新星前身星的逃逸运动显著影响银河系超新星遗迹的甚高能伽马射线可探测性，需33%逃逸星比例以匹配H.E.S.S.巡天数据，强调其在未来巡天中的关键作用。
2025-08-18 astro-ph.HE
Observations of Bow Shocks of Runaway Stars with H.E.S.S
逃逸的恒星通过将星际物质扫向它们运动的方向而形成弓形激波。理论模型预测，一个光谱宽的非热成分达到伽马射线能量的通量水平检测与目前的仪器。他们的动机是从BD $+43^\circ3654$的弓形激波的非热无线电发射的检测和从御夫座AE的非热X射线的可能检测。使用\textit{Fermi} -LAT的数据在高能区进行搜索，得到了第一个E-BOSS目录中列出的27个候选者的通量上限。我们执行的第一个系统的搜索TeV的发射从弓冲击的逃逸恒星。使用所有可用的档案H.E.S.S.我们在第二个E-BOSS星表中列出的弓激波候选者的位置上寻找甚高能γ射线发射。这个目录包括73个候选的弓形激波，其中32个已经被H.E.S.S.观测到。望远镜在H.E.S.S.中，没有观测到的弓形激波候选者显示出明显的发射。能量范围由此产生的上限被用来约束这些物体的非热发射的当前模型。
2016-11-24 astro-ph.HE
On the Thermal Stability of Radiation Dominated Accretion Disks
我们研究了长期的热稳定性的辐射占主导地位的磁盘，其中的垂直结构确定自洽的平衡加热，由于耗散的MHD湍流驱动的磁旋转不稳定性（MRI），和冷却，由于在光球发射的辐射。计算采用局部剪切盒近似，并利用最近开发的辐射传输模块在雅典娜MHD代码的基础上可变爱丁顿张量，而不是一个假设的局部封闭。在MRI饱和后，在许多情况下，磁盘在许多热时间内保持稳定的垂直结构。然而，在每种情况下，其中在水平方向上的框尺寸是至少一个压力标度高度，与MRI湍流和磁盘中的发电机动作相关联的波动最终触发热失控，这导致磁盘膨胀或收缩，直到计算必须终止。在失控过程中，加热和冷却速率对总压的依赖关系满足经典热不稳定性的最简单判据。我们发现了几个物理原因，为什么在我们的模拟中观察到的热失控不同于标准的α盘模型，例如，辐射平流贡献了一个不可忽略的部分，在最大的辐射压力的垂直能量通量，大部分的耗散并没有发生在磁盘中面，耗散尺度高度随中面压力的变化比密度尺度高度的变化慢。我们讨论了我们的结果如何以及为什么与以前发表的结果不同。这样的热失控行为可能有重要的影响，解释所观察到的系统的时间变化，但完全全球性的模拟需要研究的饱和状态之前，可以作出详细的预测。
2013-09-22 astro-ph.HE
Thermal Runaway During the Evolution of ONeMg Cores towards Accretion-Induced Collapse
我们研究的退化电子核心的演变主要由碳燃烧产物氧，氖，镁（以下ONeMg核心）正在进行压缩。A=20和A=24同位素的电子俘获反应减少了电子分数并加热了核心。我们开发和使用恒星天体物理学实验模块（MESA）恒星演化代码的新功能，该代码提供了这些关键反应的高度精确的实现。这些新的准确率和MESA执行极小空间分区的能力证明了Ne-20电子捕获反应的温度和密度敏感性引发的核心热失控。分析和数值计算都表明，这种热失控不会引发核心对流，而是导致中心集中（r < km）的热失控，随后将从恒星中心发射氧爆燃波。我们使用MESA进行参数的研究，量化的影响，镁的质量分数，中心温度，压缩率，和不确定性的电子捕获反应速率上的ONeMg核心演变。这使我们能够建立一个中心密度的下限，在该中心密度下，氧气爆燃波开始$ρ_c > 8.5 \times 10^9\, \textrm{g cm}^{-3}$。根据先前的工作和数量级的计算，我们预计在这些密度或以上点燃氧气的物体会坍缩并形成中子星。像这样的计算是一个重要的步骤，在生产更现实的祖模型的研究签名吸积引起的崩溃。
2016-08-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Systematic search for high-energy gamma-ray emission from bow shocks of runaway stars
上下文有人认为逃逸恒星的弓形激波是高能伽马射线（E > 100 MeV）的来源。理论模型预测了这些源的高能伽马射线发射，随后首次探测到BD+43 $^°$ 3654弓形激波的非热射电发射和御夫座AE弓形激波的非热X射线发射。目的。我们进行了第一次系统的搜索MeV和GeV的发射从27弓冲击的逃逸恒星使用的数据收集的大面积望远镜（LAT）船上的费米伽马射线太空望远镜（费米）。方法.我们分析了57个月的费米-LAT数据的位置27弓冲击的逃逸恒星广泛的恒星BOW激波调查目录（E-BOSS）。进行了可能性分析，以寻找伽马射线发射，这是不兼容的扩散背景或发射从邻近的来源，并可能与弓形冲击。结果在费米-LAT能量范围内没有检测到明显的弓形激波候选者。因此，我们提出的上限的高能量发射的能量范围从100 MeV到300 GeV的27弓冲击的逃逸星在四个能量带。对于三种情况下，模型的高能量发射公布，我们比较我们的上限模拟光谱。我们的限制排除了系数$\approx$ 5的蛇夫座ζ的模型预测。
2014-04-15 astro-ph.HE
AE Aurigae: first detection of non-thermal X-ray emission from a bow shock produced by a runaway star
逃逸恒星以超音速穿过星际介质时会产生激波。在中红外线中探测到几颗大质量逃逸恒星的弓形激波，在无线电波中探测到一颗恒星的弓形激波。理论模型预测，通过非热辐射过程产生的高能光子数量大到足以在X射线中检测到。到目前为止，还没有在这样的能量下探测到恒星弓激波。我们提出了第一次检测到的X射线发射的弓激波产生的逃逸恒星。这颗恒星是AE Aur，它很可能是由于两个大质量联星系统的相遇而被从其诞生地驱逐出去的，现在正在穿过致密星云IC 405。在恒星东北方向30”处探测到弓形激波发射的X射线，这与星云密度的增加相吻合。通过对观测到的源的X射线谱和我们的理论发射模型的分析，我们证实了该源的X射线发射主要是由激波阵面中尘埃的红外光子的逆康普顿上散射产生的。
2012-08-31 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Is the bowshock of the runaway massive star HD 195592 a Fermi source?
HD 195592是一颗O型超巨星，被称为公认的逃逸恒星。最近，一个费米γ射线源（2FGL J2030.7+4417）的位置与HD 195592的位置相一致。我们的目标是探索的情况下，HD 195592是费米伽马射线源建模的非热辐射产生的弓形激波的逃逸恒星的对应物。我们计算了HD 195592的弓形激波产生的辐射的光谱能量分布，并与2FGL J2030.7+4417的费米观测结果进行了比较。我们提出了相对论粒子损失和由此产生的辐射HD 195592的弓形激波，并表明后者是兼容的检测到的伽马射线发射。我们的结论是，费米源2FGL J2030.7+4417可能会产生，在一些能量的假设下，逆康普顿上散射的光子从加热的尘埃在弓激波的逃逸星。因此，HD 195592可能是第一个被探测到的属于伽马射线逃逸大质量恒星的天体，最近预测了它们的存在。
2012-12-07 astro-ph.HE
3D MHD simulations of runaway pulsars in core collapse supernova remnants
本研究通过三维磁流体动力学模拟，揭示了超新星遗迹及环境介质对速逃脉冲星风云形态和射电辐射的显著重塑作用，并首次模拟了脉冲星向内穿越时的喷流弯曲特征。
2025-03-27 astro-ph.HE
Non-thermal emission from stellar bow shocks
自从探测到来自大质量逃逸恒星BD +43 $^{\circ}$ 3654的弓形激波的非热射电辐射以来，简单的模型已经预测了来自这些银河系源的X射线和伽马射线的高能辐射。迄今为止，对这种发射的观测搜索没有给出确凿的证据，但在伽马射线中有一些候选者。在这项工作中，我们的目标是开发一个更复杂的模型，从大规模的失控星弓冲击的非热发射。主要目标是确定这些系统是否是有效的非热发射器，即使它们还没有强大到足以被检测到。为了模拟恒星风和星际介质之间的碰撞，我们使用2D流体动力学模拟。然后，我们采用的风和周围介质的模拟得到的流动剖面作为等离子体状态，用于解决在系统中注入的高能粒子的传输，和它们产生的非热发射。为此，我们解决了3D（2空间+能量）对流扩散方程的测试粒子近似。我们发现，一个大质量的逃逸恒星与强大的风转换成非热辐射的电子注入功率的0.16-0.4%，主要是由相对论电子的逆康普顿散射尘埃发射的光子，其次是由同步辐射。这表示风动能功率的$\sim$ $10^{-5}-10^{-4}$的一部分。鉴于目前的仪器在无线电波段的灵敏度更高，这些系统更容易通过它们产生的同步辐射而不是伽马能量在无线电中被探测到。
2018-07-16 astro-ph.HE
Modeling non-thermal emission from stellar bow shocks
逃逸的O型和早期的B型恒星以超音速穿过星际介质，并以强烈的恒星风为特征，可能产生弓形激波，可以作为粒子加速场。先前的理论模型预测了非热辐射过程产生高能光子，但其效率仍有争议。我们的目标是测试和解释的可能性，从弓冲击形成的逃逸恒星通过星际介质使用以前的理论模型。我们将我们的模型应用于御夫座AE星，这是第一个报道的X射线探测到弓激波的恒星，BD+43 3654，其中观测未能探测到高能发射，以及超巨星在其生命后期的过渡阶段。从我们的分析来看，我们证实，从AE御夫座产生的弓形激波的X射线发射可以解释逆康普顿过程涉及的红外光子的加热尘埃。我们还预测了BD+43 3654产生的弓形激波的低高能通量辐射，以及超巨星在蓝超巨星向红超巨星过渡阶段形成的弓形激波的高能辐射的可能性，揭示了不同类型的逃逸星形成的弓形激波可能是我们附近高能光子的一个新的来源。
2016-03-01 astro-ph.HE
And then they were two: detection of non-thermal radio emission from the bow shocks of two runaway stars
大质量恒星的风最近被认为是研究相对论粒子加速的有希望的地点。特别是，已经在多个波长上观测到了失控恒星风与星际物质相互作用产生的弓形激波。在这里，我们调查的O 4 If星，BD+433654，弓冲击，这是迄今为止，唯一一个被证明是热和非热辐射在射频。我们还考虑NGC 7635作为弓形激波候选者，并检查其顶点的热和非热无线电发射的迹象。我们用VLA在4-8 GHz和8-12 GHz观测了这两个源，用Effelsberg望远镜在4-8 GHz观测了这两个源。我们分析了来自两台望远镜的数据，获得了它们的光谱指数图，并计算了它们的光谱能量分布。我们提出了第一个高分辨率的无线电发射从NGC 7635的地图。我们发现，这两个发射非热辐射的无线电制度，最清楚的证据NGC 7635。对于BD+433654，我们的结果不太确定，因为在较高的射频下，其弓形激波的辐射变得越来越弱。我们的结果扩展了以前的无线电结果BD+433654弓冲击更高的频率。我们的数据为两个来源的模拟表明，在风终止冲击加速电子是一个合理的来源，为非热无线电发射，但能量的论点表明，任何非热X射线和$γ$ -射线发射可能会显着低于现有的上限。在辐射弓形激波中，来自压缩银河宇宙射线的增强同步辐射也可以解释来自BD+433654弓形激波的射电辐射，但不能解释NGC 7635。BD+433654没有探测到点状射电辐射，这使得该恒星的质量损失率…
2022-04-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Non-thermal emission in hyper-velocity and semi-relativistic stars
上下文有一群逃逸恒星相对于周围环境以极高的速度运动。这些恒星的快速运动和恒星风，加上风与介质的相互作用，可以导致粒子加速和非热辐射。目的。我们研究了快速逃逸恒星的风与其环境之间的相互作用，特别是建立它们作为宇宙射线加速器和非热辐射源的潜力。方法.我们模拟恒星风和周围物质之间的相互作用的流体动力学。我们自洽地计算相对论粒子的注入和运输的弓激波使用多区域代码，并计算其宽带发射从无线电到$γ$ -射线。结果前向和反向激波都是粒子加速的有利场所，尽管粒子的辐射效率很低，因此预期的通量一般相当微弱。结论.我们表明，在无线电波段的高灵敏度的观测可以用来检测非热辐射与弓冲击超高速和半相对论性恒星。超高速恒星被认为是亚TeV宇宙射线的适度来源，可能占银河系宇宙射线的$\sim 0.1$ %。
2022-03-23 astro-ph.HE
Search for Diffuse X-rays from the Bow Shock Region of Runaway Star BD+43$^\circ$3654 with Suzaku
逃逸恒星的弓形激波具有超过2000 km/s的强恒星风$^{-1}$，可以作为粒子加速场。根据逃逸恒星BD+43 $^\circ$ 3654 \citep{Benaglia10}的弓形激波区的射电辐射，从恒星风光度到粒子加速功率的转换效率与超新星遗迹中的转换效率具有相同的数量级。为了限制X射线波段可能的非热辐射测量中加速粒子的最大能量，朱雀在2011年4月以99 ks的曝光量观测了BD+43 $^\circ$ 3654。由于机载仪器具有稳定和低的本底水平，朱雀号探测到在弓形激波区$7.6\pm 3.4$ cnt arcmin $^{-2}$的本底可能增强，其中误差仅代表3 sigma统计量。然而，在X射线成像光谱仪的非X射线和宇宙射线背景的系统误差范围内，这两个系统误差分别为$\pm 6.0$和$\pm 34$ cnt arcmin $^{-2}$，以及来自激波区的X射线光度的3-sigma上限，在0.5至10 keV波段，这一上限为$1.1 \times 10^{32}$ erg s $^{-1}$ per 41.2 arcmin $^2$。这一结果导致了三个结论：（1）在这个系统中，冲击加热过程是无效的;（2）电子的最大能量不超过$\sim$ 10 TeV，对应的洛伦兹因子小于$10^7$ ;（3）冲击加速场中的磁场可能不像脉冲星风星云和超新星遗迹中的磁场那样动荡。
2012-07-24 astro-ph.HE
Particle acceleration at the bow shock of runaway star LS 2355: non-thermal radio emission but no $γ$-ray counterpart
本文通过多波段观测研究逃逸星 LS 2355 的弓形激波，排除了其与未证认 γ 射线源的关联，并确认了第三个经光谱验证的非热射电对应体，同时更新了恒星速度并利用恒星风与致密 HII 区相互作用解释其非热性质。
2024-06-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multiwavelength Observations of the Runaway Binary HD 15137
HD 15137是一个有趣的逃逸O型双星系统，它提供了一个难得的机会来探索它从诞生时的疏散星团中被弹射出来的机制。在这里，我们提出了最近的蓝色光谱的HD 15137，并推导出一个新的轨道解的光谱二进制和物理参数的O星的主要。我们还提出了第一个XMM-牛顿观测系统。EPIC光谱的拟合表明，软，热X射线发射与孤立的O星一致。未被探测到的硬X射线发射的上限限制了系统中拟议的致密伴星的发射，我们排除了螺旋桨区的静止中子星或弱吸积的中子星。在我们的光谱中也没有检测到未演化的次级伴星，很难得出结论，引力相互作用可能会将这颗逃逸的双星与低质量的光学恒星一起抛出。HD 15137可能包含一颗处于喷射状态的难以捉摸的中子星，或者是一个静止的黑洞，在我们观测的时候，它的条件不利于吸积。
2009-12-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
New stellar bow shocks and bubbles found around runaway stars
本文利用Gaia DR3和WISE数据在O型和Be型速逃星周围发现9个新弓形激波候选体、3个气泡候选体及1个中间结构，并对其红外几何特征和星际介质密度进行表征，以研究其可能的射电辐射性质。
2025-02-04 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
On the apparent absence of WR+NS systems: the curious case of WR124
在不同类型的大质量恒星中，处于高级演化阶段的是神秘的WN 8h型。在我们的银河系中只有少数几颗沃尔夫-拉叶星（WR）具有这种光谱类型。长期以来，人们一直认为WN 8h型恒星是双星演化的产物，可能含有中子星（NS）。其中一颗最吸引人的WN 8h恒星是失控的WR 124，它被宏伟的星云M1-67所包围。我们测试的存在下，吸积NS同伴在WR 124使用100 KS长的观测钱德拉X射线天文台。从亮度为$L_\mathrm{X}$ = 10 $^{31}$ erg s $^{-1}$的WR 124发射的硬X射线勉强被检测到。我们使用非LTE恒星大气代码PoWR估计WR风不透明度的X射线。WN 8型恒星的恒星风对X射线是不透明的，因此WR 124的低X射线光度并不排除存在嵌入的致密天体。我们认为，在一般情况下，高不透明度WR风可以防止嵌入NS的X射线检测，并解释了明显缺乏WR+NS系统。
2018-11-26 astro-ph.HE
Impact of Cosmic Ray Acceleration on the Early Evolution of Bow Shocks around Massive Runaway Stars
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Universität zu Köln（科隆大学）；Dublin Institute for Advanced Studies（都柏林高等研究院）；Universität Heidelberg（海德堡大学）
本研究通过 3D 理想宇宙射线磁流体动力学模拟，探讨了宇宙射线 (CR) 加速对大质量 runaway 恒星风驱动弓激波早期演化的影响。结果表明，CR 扩散率的变化显著决定弓激波形态及非热辐射光度，且在正向激波高效粒子加速条件下，CR 加速会实质性影响其形态和发射。
2026-10-06 astro-ph.HE
Radio detections of IR-selected runaway stellar bow shocks
大质量恒星以超音速的特殊速度穿过星际介质时，在恒星风和星际介质的界面处会产生弓形激波，即弧形结构。许多这样的弓形激波已经在红外波段被探测到并编目，但在其他波段的探测仍然很少见。引人注目的是，虽然预计电子将在弓激波中加速，它们的非热发射可能包括低频同步辐射，但迄今为止在无线电波段只检测到两个大规模失控的恒星弓激波。在这里，我们研究了一个样本的50 IR检测到的弓形冲击从E-BOSS目录在最近发布的无线电图像从快速ASKAP连续调查（RACS）。我们确定了三个有信心的和三个可能的同行，以及三个不确定的候选人，需要通过后续观察确认。这些探测显著增加了已知射电大质量恒星弓激波的数量，并突出了使用当前和下一代射电望远镜进行专门搜索的优势。我们调查这些无线电源的基本无线电发射机制，发现一个混合的自由-自由主导和同步加速器主导的系统。我们还讨论了未检测到的目标，通过限制它们的发射特性，并研究它们的可检测性与未来的观测。最后，我们提出了几个未来的研究途径，以促进研究和理解的弓形冲击在射频。
2022-03-21 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Accretion of AGN Stars under Influence of Disk Geometry II: The Adiabatic Regime and Runaway Collapse Induced by Self-gravity
Princeton University（普林斯顿大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
该研究通过三维流体动力学模拟，探究AGN盘内恒星吸积的绝热 regime，发现高热质量比下会触发包层强激波，近自引力盘内满足条件时会发生自引力诱导的失控坍缩，可形成~10⁵M_⊙的超大质量恒星。
2026-08-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Supernova Feedback and the Hot Gas Filling Fraction of the Interstellar Medium
超新星（SN）是能量最高的恒星反馈机制，对调节星际介质（ISM）和发射星系风至关重要。我们探讨如何超新星遗迹（SNRs）创建一个多相介质进行三维流体动力学模拟在不同的SN率，$S$，ISM平均密度，$\bar{n}$。自洽产生的三相ISM中的SNR的演化与均匀或两相温/冷介质中的SNR的演化有质的不同。通过在低密度热相中更快和更远地行进，SNR的域增加了$>10^{2.5}$。改变$\bar{n}$和$S$，我们发现，只有当热气体体积分数$f_{\rm{V,hot}}\lesssim 0.6 \pm 0.1 $。在该水平之上，重叠的SNR呈现热气体的连接拓扑，并且ISM经受热失控。光电加热（PEH）对$f_{\rm{V,hot}}$具有令人惊讶的强烈影响。对于$\bar{n}\gtrsim 3 \cm-3 $，合理的PEH率能够抑制热失控。总之，我们确定热失控开始的临界SN率为$S_{\rm{crit}} = 200 (\bar{n}/1\cm-3)^k (E_{\rm{SN}}/10^{51}\erg)^{-1} \kpc^{-3} \myr-1$，其中$k = (1.2,2.7)$分别为$\bar{n} \leq 1$和$> 1\cm-3 $。给出了ISM压力的拟合公式（$P(\bar{n}$、$S$），该公式可作为宇宙学模拟中有效的状态方程。尽管$(\bar{n},S)$有5…
2015-09-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radio polarization from runaway star bowshocks-I. The general case
本文通过磁流体力学模拟和相对论电子输运建模，研究逃逸大质量恒星弓形激波的同步辐射，生成1.40和4.86 GHz的合成射电极化图，揭示法拉第旋转、热辐射污染及磁场方向推断偏差等关键效应。
2025-05-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Rapid formation of a very massive star >50000 $M_\odot$ and subsequently an IMBH from runaway collisions. Direct N-body and Monte Carlo simulations of dense star clusters
Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie（天文计算研究所，天文学中心）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（尼古拉·哥白尼天文学中心，波兰科学院）；National Astronomical Observatories（国家天文台）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；Department of Physics, New York University Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学物理系）；Center for Astrophysics and Space Science (CASS), New York University Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学天体物理学与空间科学中心）；Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学物理系）
通过模拟密集恒星团中恒星碰撞形成超大质量恒星并最终形成中等质量黑洞的过程
2025-12-17 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
