Runaway massive stars as variable gamma-ray sources
逃逸恒星从它们的形成地喷出，位于巨大的暗云的分子核心内。最终，这些恒星可以穿过高度不均匀的分子云。大质量逃逸恒星的强大风与介质相互作用形成弓形激波。最近的观测和理论模型表明，这些弓形激波发出非热辐射。当大质量恒星穿过不均匀的环境气体时，弓形激波的物理性质被改变，产生非热辐射的变化。我们的目标是计算逃逸的大质量恒星在穿过分子云时产生的弓形激波的非热辐射。我们计算了两种类型的大质量逃逸恒星，O9I和O4I的非热发射和吸收，因为它们通过密度梯度移动。我们提出的光谱能量分布的逃逸星建模。此外，我们还获得了不同能量范围内的光变曲线。我们发现显着的变化，在排放的时间尺度为$\sim$ 1年。我们的结论是，弓冲击的大规模失控的恒星，在某些假设下，可能是可变的伽马射线源，与可变的时间尺度，取决于中等密度的配置文件。这些物体可能构成了银河系伽马射线源的种群，在几年内开启和关闭。
2014-01-14 astro-ph.HE
On the Absence of Non-thermal X-ray emission around Runaway O stars
理论模型预测逃逸O星周围的压缩星际介质可以产生高能非热扩散辐射，特别是非热X射线和$γ$射线辐射。到目前为止，只有一颗失控恒星AE Aur声称探测到了非热X射线发射。我们提出了一个搜索的非热扩散X射线发射弓冲击使用存档XMM牛顿观测一个干净的样品6个确定失控的O星。我们发现，这些对象目前没有弥漫性X射线发射相关的弓冲击，类似于以前的X射线研究$ζ$ Oph和BD $+$ 43 $^{\circ}$ 3654。我们仔细研究了AE Aur的多波长观测结果，无法证实先前非热X射线的发现。我们的结论是，到目前为止，有没有明确的证据表明，在弓激波围绕逃逸O星的非热扩展发射。
2017-03-12 astro-ph.HE
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
Possible Association of Two Stellar Bowshocks with Unidentified Fermi Sources
理论上，逃逸恒星的弓形激波被认为是伽马射线源。然而，这一假设尚未得到迄今为止的观测结果的证实。本文介绍了两颗逃逸星（造父λ和LS 2355），它们的弓形激波分别与未确认的费米γ射线源3FLG J2210.1+5925和3FGL J1128.7-6232重合。在不同波长的不同星表之间进行互相关后，我们发现这些弓形激波是费米位置椭圆中最奇特的物体。然后，我们计算了逆康普顿发射，并拟合费米数据，以测试这两个失控的恒星作为两个高能量源的潜在对应物的可行性。我们得到了非常合理的值的拟合参数的两颗星。我们还评估了源3FGL J1128.7-6232的可能性，它与HII区域的位置重合，是背景宇宙射线质子与云的物质相互作用的结果，以及纯粹的机会关联的概率。我们的结论是，从这些费米源的伽马射线可能会产生在所考虑的失控星的弓形激波。在这种情况下，这些将是第一个在伽马射线中探测到的这类源。
2018-06-02 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
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
Runaway stars as cosmic ray injectors inside molecular clouds
巨分子云（GMC）是一种新的伽马射线源，是宇宙射线（CR）的目标--无论是否局部加速。这些星云中有非常年轻的星团，在那里有大量的恒星形成。最终，一些恒星被从星团中弹射出来，成为逃逸恒星。这些恒星以超音速穿过星云，并形成弓形激波，粒子可以被加速到相对论能量。因此，弓形激波呈现非热辐射，并将相对论质子注入云中。这些质子在GMC中扩散，与物质相互作用。我们提出了一个模型的非热辐射所产生的质子和次级对加速在大规模离家出走的恒星在年轻的GMC弓激波。我们解决了运输方程的初级质子和次级对恒星通过云移动。我们目前的非热辐射率地图在无线电和伽马射线作为时间的函数。我们得到了$\sim$ ${ 10^{32}}$ erg~s $^{-1}$和γ射线光度$\sim$ $10^{34}$ erg~s $^{-1}$的X射线光度。我们的结论是，在某些假设下，相对论质子从大质量逃逸恒星与GMC中的物质相互作用，产生扩展的非热源。
2014-12-19 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
On the observability of bow shocks of Galactic runaway OB stars
从其母星团中被抛射出来并以超音速航行通过星际介质（ISM）的大质量恒星被归类为流放星。它们产生可以观测到的拱星弓形激波星云。我们提出了二维，轴对称流体动力学模拟的代表性样本的恒星风弓冲击银河OB星在周围介质的密度范围从n_ISM=0.01到10.0/cm 3。独立于它们在银河系中的位置，我们确认红外线是最合适的波段，以寻找弓冲击从大质量恒星。它们的谱能量分布是分析它们的方便工具，因为它们的发射不依赖于可能影响不稳定薄壳弓形激波的暂时效应。我们的数值模型产生的高质量（~40 Mo）失控恒星的银河系弓激波产生H $α$通量，可以观察到的设施，如超级宇宙H-阿尔法调查。最明亮的弓形激波星云产生于ISM的密度较高的区域。我们预测，在哈通过瑞利敏感设施观察到的领域中的弓激波周围形成的初始质量大于约20钼的恒星。我们的OB星弓形激波模型在3 <= lambda <= 50 μ m波长范围内具有最大发射，这可以比逃逸星本身亮几个数量级，特别是对于初始质量大于20 Mo的恒星。
2016-03-15 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Runaway O and Be stars found using Gaia DR3, new stellar bow shocks and search for binaries
本文利用 Gaia DR3 和二维速度法从 GOSC、BeSS 中识别 O/Be 速逃星，统计比例并支持动力学抛射起源，同时发现弓形激波与高能双星。
2024-12-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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 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
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
MeerKAT discovery of radio emission from the Vela X-1 bow shock
船帆座X-1是一个失控的X射线双星系统，拥有一颗大质量的施主星，当它与星际介质相互作用时，其强烈的恒星风会产生弓形激波。这种弓形激波以前曾在H $α$和IR中被探测到，但是，除了一个来自大质量逃逸恒星（BD+43 $^{\rm o}$ 3654）的弓形激波之外，其他波段都没有探测到。本文报道了用MeerKAT望远镜观测船帆座X-1弓形激波的$1.3$ GHz射电辐射。MeerKAT观测揭示了射电辐射如何密切跟踪H $α$线辐射，无论是在弓形激波中，还是在现有H $α$观测中已知的大尺度扩散结构中。船帆座X-1弓形激波是第一个在X射线双星周围探测到的星风驱动的射电弓形激波。在无线电频谱指数测量的情况下，我们探索其他途径来约束无线电发射机制。我们发现，热/自由-自由发射可以占无线电和H $α$属性，电子温度和密度的组合与ISM密度和冲击增强的早期估计一致。在这种解释中，局部ISM过密度的存在对于无线电发射的检测是必不可少的。或者，我们考虑一个非热/同步加速器的情况下，评估的磁场和宽带频谱的冲击。然而，我们发现，非常高的分数（$\gtrsim 13$ %）的动能风力将需要注入相对论电子人口来解释无线电发射。假设较低的分数意味着一个混合的情况下，占主导地位的自由自由无线电发射。最后，我们推测无线电弓形激波的可探测性，以及它是否需要特殊的ISM或恒星风特性。
2021-11-24 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
Non-thermal radiation from a runaway massive star
本文研究了一颗大质量逃逸恒星的射电辐射。这颗恒星形成了一个弓形激波，在红外线上可以清楚地观察到。我们进行了VLA观测的假设下，在恒星风的反向冲击可能会加速带电粒子的相对论能量。同步辐射源的非热射电辐射已被检测到，证实了这一假设。然后，我们对系统进行了建模，并预测了扩展到伽马射线的光谱能量分布。在一些简化的假设下，我们发现高能量的强度太低，无法被现有的仪器探测到，但未来的切伦科夫望远镜阵列可能会探测到这个来源。
2010-11-11 astro-ph.HE
Systematic search for very-high-energy gamma-ray emission from bow shocks of runaway stars
逃逸恒星以超音速穿过星际介质形成弓形激波，是很有希望的非热辐射光子源。其中一个物体被发现在无线电波段发射非热辐射。这引发了理论模型的发展，预测从射电到极高能（VHE，E $\geq 0.1$ TeV）伽马射线的非热光子。随后，在X射线观测中也发现了一个弓形激波。然而，数据不允许区分热的和非热的起源。在X射线能量下对不同候选者的进一步观测也没有显示出在弓形激波位置有发射的证据。在\textit{Fermi} -LAT能量体系中进行的系统搜索导致了E-BOSS目录中列出的27个候选者的通量上限。在这里，我们进行了第一次系统的搜索VHE伽马射线发射的弓冲击的逃逸恒星。使用所有可用的档案H.E.S.S.数据，我们寻找非常高的能量伽马射线发射的位置，弓激波候选人在第二次E-BOSS目录发布。在这个目录中的73个弓形激波候选者中，有32个已经用H.E.S.S.在这个群体研究中观察到的32个弓形激波候选者中没有一个在H.E.S.S.中显示出显著的发射。能量范围因此，通量上限在五个能量箱中计算，并且被转换成VHE伽马射线的动能风力的分数受到约束。在0.14和18 TeV之间的能量范围内没有检测到恒星弓激波的发射。由此产生的上限将这些物体的VHE伽马射线发射水平限制在动能风能的0.1- 1%。
2017-05-05 astro-ph.HE
Asymmetric supernova remnants generated by Galactic, massive runaway stars
逃逸的大质量恒星死亡后，其超新星激波与其已死亡的祖先产生的弓形激波相互作用，并可能在膨胀到本地星际介质（ISM）之前失去能量、动量和球对称性。我们调查这些祖先的初始质量和空间速度是否可以与不对称超新星遗迹。我们运行流体动力学模型的超新星爆炸在移动的银河系核心坍缩祖先的预形介质。我们发现，弓冲击，积累超过约1.5钼产生不对称的残余物。激波在超新星爆发后160-750年与这些弓形激波发生碰撞，碰撞持续到830-4900年。然后，冲击波位于距离爆炸中心1.35-5 pc处，它自由地扩展到ISM中，而在相反的方向上，它被引导到未受干扰的风物质区域中。这适用于最初以20 km/s的速度移动的20 Mo祖先和我们最初的40 Mo祖先。这些残余物产生ISM气体、恒星风和超新星喷出物的混合，这在爆炸中心的上游特别重要。它们的光变曲线主要由光学薄冷却的发射和受冲击的ISM气体的X射线发射决定。我们发现，这些残余物很可能被观察到的[OIII] λ 5007谱线发射或在软能带的X射线。最后，我们讨论了我们的研究结果的背景下观察到的银河系超新星遗迹，如3C 391和天鹅座环。
2015-08-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
JWST Confirmation of a Runaway Supermassive Black Hole via its Supersonic Bow Shock
Yale University（耶鲁大学）；Dragonfly Focused Research Organization（龙卷风重点研究机构）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密森尼天体物理中心）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of Toronto（多伦多大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；San José State University（圣何塞州立大学）；University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
詹姆斯·韦伯望远镜通过超音速弓形激波确认了一个runaway超大质量黑洞，其运动学特征和线比值支持激波压缩模型，暗示黑洞质量超过10^7倍太阳质量。
2026-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Multi-zone non-thermal radiative model for stellar bowshocks
背景：失控恒星产生通常在红外（IR）波长处观察到的弓形冲击。到目前为止，只在BD+43°3654的弓形激波中探测到非热射电辐射，而从这些高能量的弓形激波中探测到非热辐射仍然是难以捉摸的。目的：我们的目标是详细描述的无线电，X射线和伽马射线发射恒星弓形激波占恒星风和它的环境之间的相互作用的区域的结构。研究方法：我们开发了一个宽带辐射，多区模型的恒星弓冲击，考虑到发射区的空间结构和观测的限制。该模型预测了相对论性粒子在冲击流中加速流动的演化和发射。结果如下：我们提出了不同情况下的宽带非热谱能量分布，再现BD+43°3654形态的合成射电厘米同步辐射图，以及X射线和伽马射线能量范围的更新预测。我们还比较了在这项工作中应用的多区模型的结果与一个完善的单区模型。结论：多区域模型比单区域模型对相关参数（即磁场强度和沉积在非热粒子中的能量的量）提供更好的约束。然而，一区模型可以通过仔细表征的红外尘埃光子场的强度和等离子体从冲击区域的逃逸率进行改进。最后，比较观察到的无线电地图与从多区模型获得的，使约束相对于观察员的恒星运动的方向上获得。
2018-07-01 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
Strong Bow Shocks: Turbulence and An Exact Self-Similar Asymptotic
本研究证明强弓形激波头部湍流非普适，但下游存在普适稳态自相似解析解，并通过高分辨率模拟验证，可用于探测高速天体运动学及约束QPE模型光度。
2024-07-20 astro-ph.HE physics.flu-dyn
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
A persistent bow shock in a diskless magnetised accreting white dwarf
Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（尼古拉·哥白尼天文学中心，波兰科学院）；Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University（杜伦大学物理系河外天文中心）；INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte（意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台）；School of Physics and Astronomy, University of Southampton（南安普顿大学物理与天文学院）；INAF-Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；University of Oxford, Department of Physics, Astrophysics（牛津大学物理系天体物理学）；Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所（欧洲空间科学中心，西班牙高等科学研究委员会））；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚太空研究研究所）；South African Astronomical Observatory（南非天文台）；Department of Astronomy, University of Cape Town（开普敦大学天文系）；Department of Physics, University of the Free State（自由州大学物理系）；Department of Physics, University of Warwick（华威大学物理系）；Department of Astrophysics/IMAPP, Radboud University（拉德堡德大学天体物理学/IMAPP系）
研究发现盘外磁化吸积白矮星1RXS J052832.5+283824存在持续bow壳，其磁场强度达42-45 MG，排除了热核爆炸和供体风等传统解释，表明存在未被识别的能量损失机制。
2026-01-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Runaway Merger Shocks in Galaxy Cluster Outskirts and Radio Relics
当两个子集群合并时，自然会产生中等强度的冲击。例如，当一个较小的子星系团落入一个更大质量星系团的引力势中时，就会形成弓形激波，并与子星系团一起运动。然而，在近心通过后，子星系团被主星系团的重力减速，而激波继续远离星系团中心。这些冲击被认为是在许多集群中发现的无线电遗迹供电的有前途的候选人。本文的目的是探讨的命运，这样的冲击，当他们旅行到集群的郊区，远离的地方，冲击发起。在均匀介质中，这种“逃逸”激波会随着距离的增加而减弱。然而，当激波在星系团中移动到大半径时，激波沿着陡峭的密度梯度移动，这有助于激波在很长的距离上保持其强度。观测和数值模拟表明，在$R_{500}$之外，气体密度剖面与$\sim r^{-3}$一样陡，甚至比它更陡，这表明在星团外围存在一个中强地震的“宜居带“，在那里，地震强度可以保持甚至放大。失控激波的一个特征是，相对于初始状态，强压缩仅限于激波后面的一个狭窄区域。因此，如果这样一个激波经过一个预先存在相对论粒子的区域，那么由于纯绝热压缩，无线电发射率的增加也将被限制在一个狭窄的径向壳层内。
2019-08-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Interaction between massive star winds and the interstellar medium
大质量恒星驱动强风，冲击周围的星际介质，为孤立的恒星和年轻的星团周围的超级气泡产生秒差距尺度的气泡。这些气泡可以通过电磁波谱观察到，包括风本身和被扫起的星际气体。失控的大质量恒星产生弓形激波，强烈压缩星际气体，产生明亮的红外线，光学和无线电星云。随着对弓形激波的非热射电辐射的探测，现在也可以研究粒子加速。我回顾了大质量恒星周围的风泡和弓形激波的研究，突出了红外，无线电和X射线观测的最新进展，以及这些星云的多维模拟的进展。这些进展使理论和观测之间的定量比较，并允许测试一些物理过程的重要性，如热传导和开尔文-亥姆霍兹不稳定性在塑造星云和限制能量的恒星风反馈到星际介质。
2022-11-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Material mixing in pulsar wind nebulae of massive runaway stars
本文通过2.5维MHD模拟研究大质量逃逸星不同前身星类型和运动速度下脉冲星风、超新星抛射物与恒星风在脉冲星风云中的混合效率，揭示恒星演化历史对遗迹内元素分布和辐射机制的关键控制作用。
2024-11-25 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Numerical simulations of axisymmetric hydrodynamical Bondi-Hoyle accretion onto a compact object
一个引力体以超音速相对速度浸入周围介质中，就会出现邦迪-霍伊尔吸积构形。从风吸积的X射线双星到逃逸的中子星，这样的状态已经被见证了很多次，并被认为是激波形成的原因，其性质只能勉强通过分析得出。本文给出了从大尺度吸积半径到致密体附近的Bondi-Hoyle吸积定常流结构的数值表征的第一个结果。对于不同的马赫数，我们研究了相关的弓形激波。结果表明，这些模拟证实了Foglizzo和Ruffert（1996）关于绝热指数为5/3的内音速表面拓扑结构的分析预测。它们还使我们能够得到相关的质量吸积率，位置和温度的弓形激波，作为函数的流动参数，以及横向密度和温度分布在尾流。
2015-09-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Hot gas in the Wolf-Rayet nebula NGC3199
沃尔夫-拉叶（WR）星云NGC 3199被认为是围绕其中心恒星WR 18的弓形激波，因为星云的光学图像显示了恒星西南方向的主要发射弧。我们介绍了NGC 3199扩展X射线发射的XMM-牛顿探测，揭示了WR 18快速风的强大影响。X射线辐射在恒星东南部的区域更亮，对X射线辐射光谱特性的分析揭示了丰度的变化：i）靠近光学弧的区域存在富氮气体，这些气体被来自WR 18的恒星风增强; ii）东部区域的气体丰度接近光学研究中所报道的星云丰度，星云物质与恒星风有效混合的特征。主要的等离子体温度和电子密度估计为$T\approx1.2\times$ 10 $^{6}$ K和$n_\mathrm{e}$ =0.3 cm $^{-3}$，在0.3-3.0 keV能量范围内的X射线光度为$L_\mathrm{X}$ =2.6 $\times$ 10 $^{34}$ erg s $^{-1}$。结合来自Herschel和最近Gaia首次数据发布的信息，我们得出结论，WR 18不是一个失控的恒星和NGC 3199的形成，化学变化和形状取决于初始配置的星际介质。
2017-08-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Pairs of Giant Shock Waves (N-Waves) in Merging Galaxy Clusters
当一个子星系团与一个更大的星系团合并时，弓形激波被驱动到子星系团的前面。在后来的合并阶段，这个弓形激波从子星系团中分离出来，成为一个“失控”激波，沿着陡峭的密度梯度向下传播，穿过星系团外围，并大致保持其强度和马赫数。这样的冲击是在星团外围产生射电遗迹的可能候选者。我们认为，在同一个合并阶段，二次冲击形成更接近主集群中心。在通常的流体力学中，与这种结构类似的是N波，其中“N”的尾部是激波非线性演化的结果。在星系团的合并过程中，球形几何和层化可以进一步促进星系团的发展。初级冲击和次级冲击都是单一合并事件的自然结果，而且通常这两个因素都应该存在。然而，在无线电波段，前导激波可能更突出，而拖尾激波可能相反地更容易在X射线中看到。后一个论点意味着，对于X射线数据中发现的一些（尾随）冲击，可能很难识别它们的“伙伴”领先冲击或合并的子集群，这些子集群离集群中心更远。我们认为，后发座星系团和A2744可能是两个例子，在合并后的状态，这种良好的分离激波对。
2020-09-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Contribution of Stellar Winds to Cosmic Ray Production
大质量恒星在从主序星到沃尔夫-拉叶星的整个演化阶段都吹着强大的恒星风。大质量恒星的恒星风在星际介质中沉积的机械能相当于一颗在其生命结束时爆炸的核心坍缩超新星的爆炸能量。在这项研究中，我们估计的动能沉积的大质量恒星在我们的银河系考虑的综合初始质量函数和模拟的恒星风光度。采用理论计算和已有的观测资料，估算了主序星、红超巨星和Wolf-Rayet阶段星风的质量损失率和终极速度。我们发现银河系中所有大质量恒星产生的总恒星风光度约为$L_w\approx 1.1\times 10^{41}$ erg/s，约为超新星爆发功率$L_{SN} \approx 4.8\times 10^{41}$ erg/s的1/4。如果我们假设风光度的$\sim 1-10$ %可以通过无碰撞的激波（如恒星泡和超级泡中的终止激波、双星中的碰撞风激波和大质量逃逸恒星的弓形激波）转化为银河系宇宙射线（GCR），那么恒星风可能会对GCR的产生做出重大贡献，尽管低于超新星遗迹的贡献。
2018-04-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Stellar wind bubbles of OB stars as Galactic cosmic-ray re-accelerators
本研究通过一维磁流体动力学模拟发现OB星恒星风泡前向激波可再加速银河系宇宙射线，使发射通量增加5倍，强子辐射占主导，为kappa Ori周围增强强子发射提供解释。
2024-03-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing the star formation origin of gamma rays from 3FHL J1907.0+0713
嵌入在巨大分子云（GMC）中的恒星形成（SF）区域是银河伽马射线的潜在贡献者。在从费米-LAT数据集中去除PSR J1906+0722的伽马射线脉动周期后，在0.2 $-$ 300 GeV能量范围内检测到伽马射线源3FHL J1907.0+0713，其显著性约为13 $σ$。3FHL J1907.0+0713的能谱最适合于幂律模型，其谱指数为2.26 $\pm$ 0.05。由NANTEN 2号卫星获得的CO（$J$ = 1 $-$ 0）数据显示，3FHL J1907.0+0713与峰值速度约为38 km s $^{-1}$的GMC重叠。3FHL J1907.0+0713的最佳位置被测量为距离银河系超新星遗迹（SNR）3C 397约0.13度，它与一颗与弓形激波星云有关的恒星重叠。我们发现，3FHL J1907.0+0713，3C 397之间没有物理联系，以及与脉冲星的任何位置重合。3FHL J 1907.0 +0713的光谱符合强子和轻子γ射线发射模型，在2.6 kpc处的总光度为1.1 $\times$ 10 $^{34}$ erg s $^{-1}$ .我们还讨论了3FHL J1907.0+0713的γ射线可能的SF起源，其中SNRs，大规模的原恒星外流，恒星风从失控的恒星，碰撞风双星，年轻的星团被认为是候选源。
2020-12-14 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
