Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Disciplina: | fisica |
| Título: | Interacción de remanentes de Supernova con el medio interestelar circundante |
| Autor: | Velázquez, Pablo Fabián |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE)
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| Publicación en la Web: | 2017-03-01 |
| Fecha de defensa: | 1999 |
| Fecha en portada: | 1999 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor en Ciencias Físicas |
| Director: | Dubner, Gloria |
| Idioma: | Español |
| Tema: | física/astrofísica
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| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3166_Velazquez |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n3166_Velazquez.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n3166_Velazquez |
| Ubicación: | Dep.003166 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Velázquez, Pablo Fabián. (1999). Interacción de remanentes de Supernova con el medio interestelar circundante. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3166_Velazquez |
Resumen:
El presente trabajo estudia la interacción de remanentes de supernova (RSN) con elmedio interestelar circundante como así también la generación y el desarrollo de inestabilidadeshidrodinámicas que pueden darse en tales escenarios. Esta tarea se llevó a cabo tantodesde el punto de vista teórico como observacional. Una supernova es un evento que se produce y desenvuelve en escalas de tiempo sumamentecortas (la explosión en sí se da en cuestión de segundos y la supernova pueden servisible hasta unos años después de la explosión). Sin embargo sus restos pueden mantenersedurante aproximadamente cientos de miles de años, modificando drásticamente su entornoy emitiendo energía en todo el espectro electromagnético, aunque la característica que identificaunívocamente los restos de supernova es que son fuentes extendidas (no puntuales)de radiación en radiofrecuencias de origen no térmico (emisión sincrotrónica). A los remanentes se los puede calificar como “laboratorios naturales” donde es posibleestudiar diversos fenómenos, entre ellos física de ondas de choque y la evolución deinestabilidades en condiciones imposibles de reproducir en laboratorios terrestres. Estos objetos astrofísicos evolucionan pero la forma en que lo hacen depende de factorestanto endógenos como exógenos. Hasta el momento se supone que la dinámica de unremanente “joven” se encuentra gobernada por las características propias de la explosiónmientras que en un remanente más desarrollado en el tiempo, son las características delmedio las que priman. Para investigar la influencia de los factores internos y externos en la evolución de los RSN, en la presente tesis doctoral se abordó el estudio de cinco remanentes de supernova: Tycho, W28, W30, W50 y CTB80, los cuáles se encuentran en diferentes estados evolutivosy poseen distintas morfologías y características internas. Se realizaron observaciones encontinuo de radio de W28, W30 y CTB80 utilizando el interferómetro del Very Large Array (Socorro, New Mexico, EUA) y se utilizaron imágenes de radio existentes de Tycho y W50. Debido a la extensión angular de las fuentes observadas fue necesario aplicar técnicas demosaico en radio, para obtener imágenes de muy buena resolución angular en la frecuenciade 1465 MHz. Además se complementaron con observaciones en 328 MHz para W28 y W30. Estas observaciones permitieron obtener las mejores imágenes conocidas hasta elpresente de estos remanentes en la banda espectral de radio, con una resolución angularnunca alcanzada previamente y con excelente sensibilidad. En base a estos datos en dosfrecuencias se pudo investigar los índices espectrales a (Sυ α υ-α, donde Sυ es el flujo)para W28 y W30. En los casos de los RSNs de Tycho y W28 se llevó a cabo un examen de la distribución y Cinemática del gas en su entorno explorándolo a través de la línea de λ 21 cm del hidrógenoneutro. Los datos fueron adquiridos con el VLA y el radiotelescopio de Parkes (Australia),respectivamente. Para el caso de Tycho se encontró una nubecita o grumo muy denso,parcialmente embebida/o en el frente de choque, posicionalmente coincidente con la regióndonde la expansión de este remanente está más desacelerada. En el estudio del entorno de W28, se han hallado aglomeraciones de gas que pueden darcuenta de la compleja morfología de esta fuente en la frecuencia de 328 y 1465 MHz. También se realizó un estudio de inestabilidades fluidodinámieas (del tipo de Rayleigh-Taylory Kelvin Helmholtz entre otros) que se pueden desarrollar en la expansión de losremanentes de supernova, con el fin de encontrar una explicación a ciertas estructuras queson visibles en las imágenes en radio de estos remanentes. Los resultados de los modelosanalíticos y numéricos implementados fueron comparados con las observaciones. De estamanera fueron analizados los RSN de Tycho y W50. Hacia el NE del RSN de Tycho seobserva una estructura periódica la que fue interpretada como evidencia del desarrollo de lainestabilidad de Rayleigh-Taylor considerando efectos viscosos y magnéticos. Por otro lado,el sistema W50-SS433 muestra en su lóbulo oriental una formación helicoidal. La mismapuede ser explicada como resultado de la inestabilidad de Kelvin Helmholtz en simetríacilíndrica y contemplando jets o chorros con velocidades iniciales relativistas.
Abstract:
This research deals with the interaction between supernova remnants (SNR) and thesurrounding interstellar medium, as well as with the developement of hydrodynamical instabilitiesthat may arise in such processes. This work involves both a theoretical and anobservational approach. A supernova is an event that occurs in extremely short timescales (the explosion itselftakes just a few seconds, and the supernova can be visible even years after the explosion). However, their remnants can hold on for hundreds of thousand years, drastically modifyingtheir environs and emitting energy in the whole electromagnetic spectrum, although thecharacteristic feature of SNR is that they are strong sources of radio emission of non-thermalorigin (synchrotronic radiation). SNR can be regarded as “natural laboratories” in which it is possible to study a varietyof phenomena, as for instance shock-wave physics and plasma instabilities under conditionsthat would be impossible to reproduce in terrestrial laboratories. The way in which these astrophysical objects evolve, depends both on endogenous andexogenous factors. So far, it is accepted that the dynamics of a “young” remnant is governedby the intrinsic characteristics of the explosion, while in a more evolved remnant, thecharacteristics of the ambient medium are dominant. In order to disclose the influence of intrinsic and extrinsic factors in the evolution of SNRs, in this PhD Thesis, I have carried out the study of five SNR: Tycho, W28, W30, W50 and CTB80, which are in different evolutive phases and possess different morphologiesand internal features. Radio emission was analyzed through high resolution radiocontinuumimages obtained with the Very Large Array (VLA; Socorro, New Mexico, USA). For the present research I have conducted multifrequency radioobservations of W28, W30 and CTB80. Due to the large angular extension of the same, it was necessary to makeuse of radio mosaicing techniques in order to achieve high resolution images at 1465 MHz. In addition, observations at 328 MHz were performed for W28 and W30. These observationsallowed to obtain the best images ever produced for these rcmnants in the radio band, withunprecedented angular resolution and with excellent sensitivity. Based on these data intwo frequencies, it was possible to investigate the spectral index distribution (α, defined as Sυ α υ-α,where S, is the frequency-dependant flux density) for W28 and W30. Moreover, for W28 and Tycho’s SNR, the distribution and kinematics of the surroundinggas was explored using the λ 21 cm line of neutral hydrogen. The data were acquired withthe Parkes (Australia) radiotelescope and the VLA, respectively. In the case of Tycho’s SNR, a dense clump was found in positional coincidence with the region where this remnantshows the lowest expansion velocity. The clump appears as partially embedded inside theshock front. The study of the environs of W28, has allowed to detect gas concentrationsthat may account for the complex morphology this remnant exhibits at the frequencies of 328 and 1465 MHz. Besides, I have investigated the fluid-dynamic instabilities likely to develop during theexpansion of SNR (such as Rayleigh-Taylor and Kelvin Helmholtz instabilities, for instance),with the aim of explaining certain structures that appear in the radio images of theseremnants. Analytical and numerical models were compared with observations of W50and Tycho’s SNR. Toward the NE of Tycho’s SNR, a quite periodic structure is observedthat is interpreted as the developement of Rayleigh-Taylor instabilities including viscousand magnetic effects. The W50-SS 433 system shows a helicoidal formation in its easternlobe, which can be explained as arising in the Kelvin Helmholtz instability in cylindricalsymmetry, taking relativistic jets into account.
Citación:
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Velázquez, Pablo Fabián. (1999). Interacción de remanentes de Supernova con el medio interestelar circundante. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3166_Velazquez
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Velázquez, Pablo Fabián. "Interacción de remanentes de Supernova con el medio interestelar circundante". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 1999.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3166_Velazquez
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