ОСТАТКИ ВСПЫШЕК СВЕРХНОВЫХ

-туманности,образованные при взаимодействии выброшенного во время вспышексверхновыхзвёздвещества звёзд с околозвёздной средой. Вспышка сверхновой являетсярезультатом взрыва звезды на поздних стадиях эволюции с выделением энергии10⁵⁰- 10⁵¹эрг. Взрыв может приводить либо к полномуразлёту звезды, либо к выбросу только её внеш. слоев с образованием звёздногоостатка вспышки сверхновой в виде нейтронной звезды или чёрной дыры. СвойстваО. в. с. и его наблюдат. проявления определяются присутствием звёздногоостатка и характером взаимодействия выброшенного газа с околозвёздным веществом.
В Галактике обнаружено ок. 140 О. в. с. возникли в результате вспышек сверхновых II типа, к-рые сопровождаютсяобразованием нейтронных звёзд - пульсаров. Представителем третьей группы(называемой "богатые кислородом" О. в. с.) является радиоисточник КассиопеяЛ. Вспышка сверхновой, давшей этот О. в. с., была на 5 - 6^mслабее обычных сверхновых I и II типов и поэтому не была зафиксированаастрономами; звёздный остаток не обнаружен.
Взаимодействие выброшенного при вспышкесверхновой газа с окружающей средой описывается газодинамич. структуройс двумя ударными волнами (рис. 1). Основная ударная волна бежит наружув невозмущённой межзвёздной среде, если же вспышке предшествовала стадияистечения массы в формезвёздного ветра,то сначала в потерянномпредсверхновой веществе. При прохождении через фронт ударной волны околозвёздныйгаз сжимается, нагревается и приобретает характерную для выброшенного веществаскорость. Возвратная ударная волна распространяется внутрь в выброшенномгазе, и в ней этот газ сжимается, нагревается и тормозится. Излучение горячегогаза как за фронтом осн. ударной волны, так и за фронтом возвратной ударнойволны носит тепловой характер и приходится на рентг. диапазон. В области, ускорение релятивистских электронов и усиление магн. поля.

Рис. 1. Схемы остатков сверхновых звёздбез звёздного остатка (а) и с центральным пульсаром (б):П - звёздный остаток в виде пульсара; ВУ - возвратная ударная волна; ТС- турбулентный слой на границе между выброшенным и нагребённым веществом;ОУ - основная ударная волна; А, Б, В - выброшенный газ (А - внутренниеслои выброшенного газа, пронизанные релятивистскими электронами, инжектируемымипульсаром; В - выброшенный газ, сжатый и нагретый возвратной ударной волной);Г - околозвёздный газ, сгребённый и нагретый основной ударной волной; Д- невозмущённая околозвёздная среда. Широкие стрелки указывают направленияраспространения ударных волн относительно вещества.

Эти области представляют собой источникинетеплового синхротронного радиоизлучения, имеющие оболочечную структуру. пульсара внутр. слои выброшенного вещества пронизываютсярелятивистскими электронами, инжектируемыми пульсаром, и вследствие этогоявляются мощным источником синхротронного излучения не только на радиочастотах,

Рис. 2. Схема распространения ударных волнв среде с неоднородностями плотности - плотными конденсациями в околозвёздномгазе или плотными облаками в межзвёздной среде: А - неоднородности плотности;ОУ - основная ударная волна, бегущая по невозмущённой среде между неоднородностямиплотности;а- вторичная ударная волна, распространяющаяся внутрьнеоднородностей плотности;б- отражённая ударная волна.

Эволюция О. в. с. - процесс торможениявыброшенного газа при расширении в окружающую среду - определяется гл. Е₀, массой выброшенного газаМ₀и плотностью околозвёздной среды .В эволюции О. в. с. можно выделить три стадии: стадия свободного разлёта, R_s, скоростьv_sфронта осн. ударной волны и возраст О. в. с..связаны соотношениемR_s= v_st.В течение этой стадии почти всяэнергия взрыва сосредоточена в кинетич. энергии выброшенного газа. По мерерасширения торможение усиливается и, когда масса нагребённого вещества становится сравнимой сМ₀,происходит переход к адиабатич. Е₀= 3 х 10⁵⁰эрг,М₀=1( - масса Солнца)и = 10^-24г/см³этот момент соответствуетR_s=2,5 пкиt = R_s/(2E₀/M_o)^1/2460лет. На адиабатич. стадии потери энергии на излучение малы по сравнениюс энергией взрыва, поэтому энергия газа, находящегося за фронтом осн. ударнойволны, остаётся прибл. постоянной, причём примерно 70% энергии взрыва преобразуетсяв тепловую энергию нагребённого вещества. Адиабатич. расширение О. в. с.

гдеT_s-темн-ра газаза фронтом осн. ударной волны. С увеличением радиусаR_sтемп-paT_sуменьшается и,когда она достигает значения 6х 10⁵К, соответствующего максимуму кривой радиац. потерь, адиабатич. 20 пк, возраст 37000лет. Интенсивные радиац. потери делают осн. ударную волну изотермической, оболочка, содержащаяпримерно 50% нагребённого вещества. Заключённый внутри оболочки горячийгаз в силу своей очень низкой плотности почти не излучает и расширяетсяадиабатически. Такое поведение О. в. с. на радиативной стадии описываетсявыражениями

Расширение О. в. с. продолжается до техпор, пока давление газа в нём не сравняется с давлением невозмущённой межзвёзднойсреды. Это происходит приR_s54 пк иt10⁶лет. К этому времени скорость расширения О. в. с. оказывается сопоставимойсо скоростью хаотич. движений окружающего газа: О. в. с. становится кинематическинеотличимым от межзвёздной среды.

Типичные представители.ПредставителемО. в. с. I типа является О. в. с. Тихо Браге. Его радиоизображение характеризуетсяярко выраженной оболочечной структурой (рис. 3). Спектр синхротронногорадиоизлучения О. в. с. степенной, спектральный индекс = 0,53. Степень линейной поляризации радиоизлучения ок. 5 %. В оптич. диапазоненаблюдаются только бальмеровские линии водорода и , к-рыеизлучаются тонкими волокнами вблизи внеш. границ протяжённого нетепловогорадиоисточника. Рентг. излучение О. в. с. Тихо Браге имеет тепловую природуи исходит от двух пространственно разделённых горячих областей с темп-ройгаза соответственно 8 х 10⁶К и 8 х 10⁷К. Первая область - это выброшенный газ, сжатый и нагретыйвозвратной ударной волной, а вторая - нагребённый околозвёздный газ, нагретыйосн. ударной волной. Область с более низкой темп-рой, имеющая повыш. содержаниетяжёлых элементов, даёт яркие эмиссионные рентг. линии, в частности линииSi и S, а излучение высокотемпературной плазмы образует непрерывный рентг. ,и он находится в фазе перехода из стадии свободного разлёта в адиабатич.

Рис. 3. Радиоизофоты остатка вспышки сверхновойТихо Браге на частоте 2700 МГц. Внешний контур изображения близок к фронтуосновной ударной волны, интервал между изофотами соответствует разностияркостных температур 11,6 К.

Крабовидная туманность,ЗС58 и подобныеим О. в. с. II типа наз. плерионами. Плерион характеризуется увеличениемяркости радиоизлучения к центру О. в. с., пологим спектром с =0- 0,3, регулярной структурой магн. поля и высокой степенью линейной поляризации(~ 20 - 30%). Эти свойства и нетепловое синхротронное излучение в диапазонеот радио- до рентг. частот обусловлены находящимся в плерионе пульсаром. Радиоисточник Кассиопея А, относящийсяк "богатым кислородом" О. в. с., имеет оболочечную структуру.
Связанная с ним оптич. туманность состоитиз т. н. быстрых волокон (скорость расширения 6000км/с) и стационарных конденсаций (100- 400 км/с). По собств. движениям волокон и угл. размерам О. в. с. установлено, 3.Хим. состав быстрых волокон сильно отличается от солнечного: почти полностьюотсутствует водород; обилие кислорода; аргона и серы в десятки раз большенормального. Высокие скорости и хим. состав быстрых волокон указывают нато, что они состоят из выброшенного при вспышке газа. Стационарные конденсацииимеют хим. состав, близкий к солнечному, и, по-видимому, представляют собойсгустки околозвёздного вещества, обжатые и ускоренные осн. ударной волной. . КассиопеяА находится на стадии свободного разлёта.
Из старых галактич. О. в. с. наиб. детальноизучена Петля Лебедя. Эта тонковолокнистая туманность имеет линейный размер 40 пк, возраст 2х 10⁴лет и находится на адиабатич. стадии расширения. Массанагребённого межзвёздного вещества 200.Оптич. излучение ярких волокон сосредоточено в линиях Н, О, N, S и образуетсяза фронтом ударной волны, распространяющейся в плотных облаках межзвёзднойсреды, где концентрация газа (1 - 3) х 10²см^-3, темп-радостигает (1 - 6) х 10⁴К. Оптич. волокна наблюдаются на фонеменее яркого диффузного свечения. Рентг. излучение носит тепловой характери возникает в горячей плазме с темп-рой (2 - 4) х 10⁶К за фронтомосн. ударной волны, бегущей со скоростью 400 км/с по межоблачной среде с концентрацией 0,2 - 1 см^-3.В радиодиапазоне изображение Петли Лебедя имеет оболочечную структуру. поле, усиленном за фронтомосн. ударной волны.
Гигантские размеры О. в. с. и их числов Галактике показывают, что они занимают значит. долю объёма галактич.Лит.:Шкловский И. С., Сверхновыезвезды и связанные с ними проблемы, 2 изд., М., 1976; Chevalier R. А.,The interaction of supernovae with the interstellar medium, "Ann. Rev.Astron. and Astrophys.", 1977, v. 15, p. 175; Спитцер Л. мл.. Физическиепроцессы в межзвездной среде, пер. с англ., М., 1981; Raymond J. C., Observationsof supernova remnants, "Ann. Rev. Astron. and Astrophys.", 1984, v. 22,p. 75; Лозинская Т. А., Сверхновые звезды и звездный ветер. Взаимодействиес газом Галактики, М., 198G.

В. П. Утробин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.