解释超新星的珍珠链

物理学家经常利用瑞利-泰勒不稳定性来解释等离子体中形成流体结构的原因，但密歇根大学的研究表明，对于1987A超新星周围的氢团块环来说，这可能并不是全部。

在《物理评论快报》上发表的一项研究中，研究小组认为，克劳不稳定性可以更好地解释围绕恒星残余物的“珍珠链”，从而揭示了一个长期存在的天体物理学之谜。

该研究的通讯作者、机械工程专业的研究生迈克尔·沃达斯(MichaelWadas)表示：“令人着迷的是，打破飞机尾流的机制也可能在这里发挥作用。”

在喷气尾迹中，由于从每个机翼末端流出的螺旋气流(称为翼尖涡流)，克劳不稳定性会在平滑的云线中造成断裂。这些涡流相互流动，形成间隙——我们可以通过排气中的水蒸气看到这一点。克劳不稳定性可以做瑞利-泰勒做不到的事情：预测残余物周围的团块数量。

“瑞利-泰勒不稳定性可以告诉你可能存在团块，但很难从中提取出数字，”现在是加州理工学院博士后学者的瓦达斯说。

超新星1987A是最著名的恒星爆炸之一，因为它距离地球相对较近，距离地球163,000光年，而且它的光线到达地球时，当时存在先进的天文台来见证它的演化。这是自1604年开普勒超新星以来第一颗肉眼可见的超新星，使其成为极其罕见的天体物理事件，在塑造我们对恒星演化的理解方面发挥了巨大作用。

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的1987A超新星遗迹的近红外图像。被称为“珍珠链”的氢团块在恒星残骸的青色中心周围呈现为一圈白点，由于超新星冲击波所传递的能量，仍然闪闪发光。团块的数量与导致它们形成的乌鸦不稳定性一致。图片来源：NASA、ESA、CSA、M.Matsuura(卡迪夫大学)、R.Arendt(NASA戈达德航天中心和马里兰大学巴尔的摩县)、C.Fransson(斯德哥尔摩大学)、J.Larsson(KTH皇家理工学院)),A.Pagan(STScI)

虽然关于这颗爆炸的恒星还有很多未知之处，但据信爆炸前恒星周围的气体环来自两颗恒星的合并。这些恒星在超新星爆发前数万年成为蓝巨星时，将氢释放到周围的空间中。然后，环形气体云受到来自蓝色巨星的高速带电粒子流的冲击，即所谓的恒星风。据信这些团块是在恒星爆炸之前形成的。

研究人员模拟了风将云向外推的同时也在表面上拖动的方式，云的顶部和底部比中间被推出的速度更快。这导致云团自身卷曲，从而引发了乌鸦的不稳定，并导致它分裂成相当均匀的团块，形成珍珠串。预测的32与观测到的1987A超新星遗迹周围的30到40个团块非常接近。

密歇根大学机械工程教授、该研究的资深作者埃里克·约翰森(EricJohnsen)说：“这就是我们认为这是克劳不稳定性的一个重要原因。”

研究小组发现了一些迹象，即克劳不稳定性可能预示着恒星周围会形成更多的珠状环，距离望远镜图像中最亮的环更远。瓦达斯解释说，他们很高兴看到去年八月发布的詹姆斯·韦伯太空望远镜近红外相机拍摄的照片中似乎出现了更多的团块。

研究小组还提出，当恒星周围的尘埃沉降到行星上时，克劳不稳定性可能会发挥作用，尽管还需要进一步的研究来探索这种可能性。