Возможные доказательства гамма-излучения.

Morfill et al. (1981) предположили, что воздействие гипотетической Loop I SNR может быть очевидно в источнике γ-излучения CG 353 + 16. Этот источник был связан с межзвездным облаком р OpHIucus на расстоянии 160 ± 10pc. Поток гамма-лучей из облака примерно в три раза превышает предсказанный теорией взаимодействия космических лучей с межзвездным материалом, если интенсивность космических лучей при p Oph такая же, как и в окрестности Солнца. Объяснение этому, которое предпочитают авторы, состоит в том, что поток космических лучей при p Oph в три раза выше, чем у Солнца. Они указывают, что увеличение потока космических лучей может быть связано с ускорением космических лучей Галактики старой оболочкой SNR, которая в настоящее время взаимодействует с облаком. Они также предполагают, что предыдущий проход даже более старого SNR мог вызвать звездообразование в p Oph, в то время как SNR Loop I, расширяясь в горячей тонкой фоновой плазме, теперь достиг облака, купая его в усиленном потоке космических лучей. Следует подчеркнуть, что, хотя авторы предпочитают эту теорию объяснять аномалию CG353 + 16, это не единственная из них, которую они выдвигают.

Теории об NPS and Loop I.

На протяжении последних 25 лет наблюдалось увядание предложений относительно природы NPS и петли I. В первые дни была известна только яркая дуга RCNPS, и большинство теорий тех времен больше не соответствовало нынешнему богатству данных наблюдения. Неизбежным результатом этой массы наблюдательного материала стала растущая изощренность, требуемая от этих теорий. В то время как сегодня модели, которые наиболее совместимы с измерениями, являются вариантами теории, согласно которой остатки всплеска SN являются главным действующим лицом в этой космической драме, все же существуют значительные возможности для разногласий. Возраст и стадия эволюции остатка, обстоятельства, определяющие излучение в различных диапазонах длин волн, и среда, в которой расширяется оболочка, являются точками некоторой неопределенности. В настоящем разделе мы кратко суммируем множество основных теорий, предложенных на протяжении многих лет, для учета петли I / NPS и рассмотрим некоторые трудности, с которыми столкнулись каждая из них.

Некоторые из первоначальных теорий столкнулись с трудностями, поскольку RCNPS не только считался полным объектом, но и первоначально предполагалось, что он лежит вдоль большого круга в небе. Например, Джонсон (1957) предположил, что НПС может быть проявлением столкновения между нашей Галактикой и другой спиральной галактикой. Тунмер (1958) полагала, что NPS представляет собой большой пояс излучения, перпендикулярный к плоскости Галактики. Это она объяснила как эффект радуги, вызванный свойствами распространения электронов космических лучей с разными углами наклона к магнитному полю вдоль спирального рукава и направленными свойствами синхротронного излучения.

Браун и др. (1960) подготовили две альтернативные теории для учета RCNPS. Сначала они предположили наличие короткого незначительного рукава или связи между спиральными рукавами Ориона и Стрельца. Они предположили, что эта особенность была параллельна плоскости Галактики, но на высоте около 300 пк над плоскостью, и сфокусировала угол около 15 ° при ближайшем приближении к Солнцу. Хотя они смогли воспроизвести общую геометрию RCNPS и требуемая радиоизлучающая способность рукава не была несовместима с той, которая производилась другими спиральными рукавами, ряд возражений делает эту идею маловероятной сегодня. Крайняя цикличность RCNPS и Loop I, существование HI NPS и XNPS на противоположных сторонах RCNPS и очевидная ассоциация NPS с внутренними и внешними хребтами могут быть упомянуты как особые трудности.

Софуэ (1973, 1976) сделал недавнюю попытку возродить модель межпространственных связей. Он предположил, что радио шпуры представляют собой радиоизлучающие области в форме откосов над спиральными рукавами и межруковыми связями. Он заметил область с высоким оптическим затемнением при / = 20 ° -30 °, b> 0 °, где RCNPS приближается к галактической плоскости, и предположил, что области с большим затенением в Млечном Пути обусловлены касательным наблюдением галактических ударов, в которых газ и пыль сжаты. На его снимке радиокадры выступают из спиральных рукавов в ореол, накачиваясь неустойчивостью межзвездного магнитного поля до давления космических лучей. Он также связывает АПЛ с местным межстраничным звеном при / ^ 25 °. Модель Софу кажется открытой для той же критики, что и у Брауна и др.

Вторая модель Brown et al. выдержала испытание временем значительно лучше, хотя многие дополнения и модификации были внесены в течение многих лет. Они предположили, что NPS является самым ярким сегментом SNR и предсказывает, что внешний край RCNPS должен быть более острым, чем внутренний край, в то время как область внутри шпура должна иметь более интенсивное излучение, чем внешнее. Эти предсказания, судя по всему, хорошо подтверждены как радиоизлучением континуума, так и рентгеновским излучением. Со времени своего предложения эта теория получила довольно много критики. Это, а также её заметные успехи в объяснении многих особенностей Loop I будут подробно рассмотрены в следующем разделе.

В радикально иной подход: Rougoor (1966) попытался объединить различные петли и шпуры в один объект. Он отметил, что по имевшимся тогда свидетельствам можно было представить, что Петля I пересекала плоскость так, что плавно переходила в Петлю II, что, в свою очередь, соединяло Петлю III, которая сама сталкивалась с южным шпуром в l 80°. Он предположил, что вся структура может представлять собой спираль с осью, направленной в сторону (110 °, 0 °). Mathewson (1968) расширил идею объединения петель. Рассматривая поляризацию звездного света, он обнаружил, что он мог воспроизвести общую картину углов поляризации по модели, в которой локальное магнитное поле имеет спиральную структуру. Он отметил, что шпуры и области сильной радиополяризации следуют форме потока векторов оптической поляризации и заключает, что шпуры и петли являются индикаторами спиральной структуры магнитного поля местного спирального рукава. К этим теориям можно привлечь ряд объектов. Во-первых, были выдвинуты убедительные доказательства (Berkhuijsen и др. 1971) о том, что Loop III пересекает плоскость на своем круговом пути, а не соединяется с Loop II при l ^ 150 °. Аналогичным образом Sofue & Reich (1979) показал, что RCNPS продолжает свой небольшой круг до очень низких широт, что значительно отличается от предсказанного пути Мэтьюсона. Точный механизм, посредством которого местное винтовое поле должно проявляться как нитевидные петли, никогда четко не определялся, и также неясно, как модель могла бы объяснить XNPS.

Бингам (Bingham, 1967) выдвинул идею, которая учитывала бы предложенную специальную связь между петлями и плоскостью Галактики. Он предположил, что петли могут быть следствием неустойчивости межзвездного магнитного поля к давлению космических лучей (Parker, 1965). Бингем предположил, что с помощью этого механизма петли или пузырьки магнитного поля могут подниматься с одной стороны галактической плоскости со скоростями расширения около 100 км/с. Как только что было замечено, Петля III, по-видимому, пересекает плоскость, в то время как полный круг петли IV содержится в северном полушарии. Если все петли похожи, это устранит основную причину вызова этой картины. Также, как подробно описано в разделах 3 и 5, было предложено, что петлю I можно проследить вокруг почти полного круга через HI и рентгеновские лучи. Другая модель для Loop I, использующая искажение локального магнитного поля, была предложена Клубом (1968). Он считал, что пояс Гулда искажает локальное спиральное поле рукава, вызывая увеличение линий поля или уменьшение перпендикулярности к северу от плоскости в первом квадранте долготы. Эти линии поля имели бы радиус кривизны около 100 пс и были бы наглядными, как RCNPS. NPS на плоскости представляет трудности, и как объяснить горячую плазму XNPS не ясно.

(один пропущу, ибо там НЁХ)

Софуэ (1977) предложил совершенно другую теорию для Loop I. Это было почти как побочный результат его идей относительно формирования расширяющегося спирального рукава на 3kpc. Он предполагал изотропные MHD-волны от Галактического центра, распространяющиеся через гало и диск Галактики, и показал, что они с высокой эффективностью сходятся в кольцо в диске. Для его модели при t>108 лет примерно 80% энергии волн сходились бы в диске примерно на 3,5 кпк, а остальные расширялись бы квази-сферически в гало, образуя огромную оболочкоподобную структуру. Софуэ верил, что место, в котором малый круг НПС разрезает плоскость (21 °, 0 °), указывает, что он и рукав на 3 кпк соединены. Он произвел синтетические контуры интенсивности, ожидаемой от его гипотетической оболочки, и показал, что ниже b 60 ° они не похожи на RCNPS. Выше этой широты у него есть проблемы с воспроизведением формы Loop I. Автору настоящей серьезной проблемы с этой картиной является убедительным доказательство того, что Loop I является локальным. Свидетельства рентгеновских лучей, HI, линейной поляризации радиоконтинуума и оптической поляризации звездного света, казалось бы, говорят против петли, имеющей галактические размеры.

Недавно вариант гипотезы SNR был предложен Уивером (Weaver, 1979). Он считает (прим: учитывает) излучение HI от Loop I и получает центр кривизны в направлении (331°.3 ± 1°.3, 14°.0 ± 1°.4). Он также дает положение для радиоцентра Loop I (336°.0, 24°.0) с указанными ошибками менее 2°. Он использует их для вывода о том, что центры радиоконтинуума и HI отличаются по направлению более чем на 6сигма. Это наводит на мысль о том, что происхождение HI и радионитей должно быть в разных событиях. Он указывает, что центр ассоциации Sco-Cent OB находится на (330 °, 15 °) на расстоянии 170pc и что ассоциация содержит приблизительно 40 звезд с массой 10-20 масс Солнца в возрасте 1-2 x 107 лет. Уивер предлагает, чтобы массивные звезды в ассоциации производили сильные звездные ветры, которые раздували пузырь газа и пыли. Оставшийся материал от звездообразования ранее был затянут в линии-подобные образования, параллельные плоскости Галактики, путем дифференциального галактического вращения. Эти структуры содержали бы встроенное магнитное поле, параллельное их длине. Позднее они будут замечены расширяющимся пузырьком ветрового газа, сжатым в радиальном направлении и растянутым на поверхности пузырька, чтобы получить нити HI, показанные в Loop I. Близкая сторона пузыря в настоящее время будет очень близка к солнцу и Уивер вычисляет массу пузырька как zz 10eM® с диаметром ~ 300pc. Он полагает, что наблюдения Хай указывают на скорость расширения 2 км с ~ * и получают энергию для пузыря zz 1050 эрг.

Продолжая, Уивер (Weaver, 1979) предполагает, что радиоконтинуум связан с SNR петли I, вызванным последующим взрывом одной из наиболее массивных звезд в ассоциации Sco-Cent. Это распространилось на горячую однородную область с низкой плотностью, охваченную расширяющимся пузырьком, что позволяет ей расширяться до большого радиуса и при этом быть близко сферической. Он считает, что SNR в настоящее время просто сталкивается с внутренней поверхностью пузыря HI и где они взаимодействуют со скоростями до 50 км/с. Эта теория показала, что она была разработана в значительной степени из-за убеждения Уивера, что Радио и HI-центры Loop I не совпадают. Следует, однако, отметить, что Berkhuijsen и др. (1971) дали центр радиоконтинуума Loop I как (329°.0 ± 1.5, 17°.5 ± 3.0). Хейлес и др. (1980) недавно пересмотрели вероятную скорость расширения HI, связанного с петлей I, вверх от zz 3 км/с до 30 км/с. Это означало бы пересмотр вверх на два порядка величины энергии Уивера, полученной для его пузыря. Могут ли звездные ветры ассоциации Sco-Cent обеспечить 1052 эрг - вопрос.