Las ondas de choque son comunes en entornos astrofísicos . [1]
Debido a la baja densidad ambiental , la mayoría de los choques astronómicos no producen colisiones . Esto significa que los choques no están formados por colisiones de Coulomb de dos cuerpos , ya que el camino libre medio para estas colisiones es demasiado grande, y a menudo excede el tamaño del sistema. Estos choques fueron teorizados por primera vez por De Hoffmann y Teller, [2] quienes estudiaron las ondas de choque en fluidos magnetizados con conductividad infinita. El mecanismo preciso para la disipación de energía y la generación de entropía en tales choques aún está bajo investigación, pero es ampliamente aceptado que el mecanismo general que impulsa estos choques consiste en la interacción onda-partícula e inestabilidades del plasma , que operan en la escala deprofundidad de la piel del plasma , que suele ser mucho más corta que la vía libre media.
Se sabe que los choques sin colisión están asociados con partículas de energía extremadamente alta , aunque no se ha establecido definitivamente si los fotones de alta energía observados son emitidos por protones , electrones o ambos. En general, se cree que las partículas energéticas son aceleradas por el mecanismo de aceleración de Fermi . Por lo general, se acepta que los choques causados por remanentes de supernovas que se expanden en el medio interestelar aceleran los rayos cósmicos medidos sobre la atmósfera de la Tierra. [3]
Las ondas de choque en entornos estelares, como los choques dentro de una explosión de supernova con colapso del núcleo, a menudo se convierten en choques mediados por radiación. Dichos choques están formados por fotones que chocan con los electrones de la materia, y el flujo descendente de estos choques está dominado por la densidad de energía de radiación en lugar de la energía térmica de la materia.
Un tipo importante de choque astrofísico es el choque relativista, en el que la velocidad del choque es una fracción no despreciable de la velocidad de la luz. Estos choques son exclusivos de los entornos astrofísicos y pueden ser sin colisiones o mediados por radiación. Teóricamente se esperan choques relativistas en estallidos de rayos gamma , chorros de núcleos galácticos activos y en algunos tipos de supernovas.
Ejemplos de
- Ondas de choque interplanetarias debido a erupciones solares y eyecciones de masa coronal , y originalmente descubiertas a través de comienzos geomagnéticos repentinos .
- Los choques de arco se formaron alrededor de los planetas con vientos estelares y, a veces, alrededor de las propias estrellas.
- Restos de supernova que provocan un choque a través del medio interestelar (ISM).
- Choques que viajan a través de una estrella masiva cuando explota en una supernova de colapso del núcleo . [4]
- Choques en el gas interestelar , causados por una colisión entre nubes moleculares o por el colapso gravitacional de una nube.
- Choques de acreción en el borde de los cúmulos de galaxias .
Referencias
- ^ ZELDOVICH, YB, ONDAS DE CHOQUE FÍSICO 1,2
- ^ De Hoffmann, F .; Teller, E. (15 de noviembre de 1950). "Choques magnetohidrodinámicos" . Revisión física . 80 (4): 692–703. doi : 10.1103 / PhysRev.80.692 .
- ^ MS Longair, Astrofísica de alta energía Vol 1,2, Cambridge University Press
- ^ La estructura de las ondas de choque de supernova, TA Weaver, 1976ApJS ... 32..233W