Hidrodinamička i sinhrotronska radio-evolucija ostataka supernovih u nehomogenoj međuzvezdanoj prašini
Hydrodynamic and radio synchrotron evolution of supernova remnants in non-uniform interstellar medium
Докторанд
Kostić, PetarМентор
Vukotić, BranislavЧланови комисије
Urošević, DejanArbutina, Bojan
Knežević, Slađana
Onić, Dušan
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
Modeli sinhrotronske radio-emisije ostataka supernovih (OSN) pretpo-
stavljaju homogenu gustinu ispred udarnog talasa, pa se tako i evolucija njihove
luminoznosti najčešće proučava u takvoj sredini, preko zavisnosti površinskog sjaja
od prečnika, tzv. Σ–D relacije. Istraživanja u ovoj oblasti su značajna zbog boljeg
uvida u evoluciju OSN, razvijanje modela proizvodnje zračenja, kao i metoda za
određivanje udaljenosti do OSN. Ovo nije lak zadatak jer je rasturanje tačaka Σ–D
uzorka OSN u Mlečnom putu veoma veliko.
U disertaciji se razmatra drugačiji pristup Σ–D relaciji (koja je uobičajeno treti-
rana kao stepena funkcija), pretpostavljajući da nehomogena sredina u okolini zvezda
značajno utiče na njen oblik i nagib, koji može da varira tokom širenja OSN. Time
struktura okolne gustine postaje novi važan faktor čiji uticaj mora biti istražen.
Razvijen je numerički kod za hidrodinamičke (HD) simulacije, kao i model emisi-
je zračenja. Izvedene su 3D HD simulacije u različitim nehomogenim ...sredinama,
uključujući mehure niske gustine i brojne grudvaste modele. Na osnovu rezultata
simulacija je razvijen semi-analitički 3D sfernosimetrični model HD i Σ–D evolucije
OSN u grudvastoj sredini, koji je korišćen za generisanje velikih Σ–D uzoraka.
Rezultati pokazuju da nakon ulaska u grudvastu sredinu sjaj OSN poraste, ali
se potom Σ–D nagib dodatno ustrmljuje, skraćujući trajanje evolucije sjaja. Uprkos
evidentnom porastu nagiba u grudvastoj sredini, Galaktički uzorak pokazuje porav-
nanje prosečnog Σ–D nagiba na ≈ 13–50 pc. Analizom generisanih uzoraka OSN
u grudvastoj sredini zaključeno je da značajno Σ–D poravnanje i rasturanje tačaka
u Galaktičkom uzorku potiče od sporadičnih skokova emisije pojedinačnih OSN u
ograničenom intervalu njihovih prečnika. Potrebne su dodatne analize selekcionih
efekata da bi se ovo istražilo.
The models of radio synchrotron emission of supernova remnants (SNRs)
imply uniform density ahead of shock wave, so the evolution of luminosity is usu-
ally studied in such an environment, most often through the surface-brightness-to-
diameter dependence, the Σ–D relation. This field aims to better understand the
SNR evolution, the emission models, but also the methods for determining their
distance. It is not an easy task because of a very large scatter in the Σ–D Milky
Way sample.
The dissertation puts a different perspective at the Σ–D relation (usually treated
as power-law function), assuming that non-uniform environment around the stars
considerably affects its shape and slope, that may vary during the SNR expansion.
It makes the ambient density structure an important factor whose impact must
be investigated. The numerical code for hydrodynamic (HD) simulations and the
emission model were developed. The 3D HD simulations were performed in different
non-uniform environments, includ...ing low-density bubbles and a variety of clumpy
models. Based on the simulation results, a semi-analytical 3D spherically-symmetric
model of HD and Σ–D evolution of SNRs in clumpy medium was developed, which
is used to generate large Σ–D samples.
The results show that after entering the clumpy medium the SNR brightness
enhances, but afterward the Σ–D slope steepens, shortening the brightness evolu-
tion lifetime. Despite the evident increase in slope in clumpy medium, the Galactic
sample average slope flattens at ≈ 13–50 pc. After analyzing the generated SNR
samples in clumpy medium it is concluded that the significant flattening and scatter
in Galactic sample originates in sporadic emission jumps of individual SNRs in a
limited diameter interval. The additional analyses of selection effects are needed to
investigate these issues.