Clasificaci

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Clasificación de Ondas de ChoqueOndas tipo C y J

• Harold Francke
• Medio Interestelar

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Introducción

• Una onda de choque es un pulso que se transporta
  en un medio de una velocidad mayor que la del
  sonido, en consecuencia, el medio (gas) delante
  de la onda no se percata cuando ésta se acerca y
  esto causa un salto abrupto en densidad, presión
  y temperatura.
• Las características de este choque están
  íntimamente relacionadas a las condiciones
  preexistentes en el medio, por lo cual,
  clasificar los choques permite aprender sobre el
  medio interestelar.

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Características distintivas generales

• Los choques se clasifican según la importancia de
  los procesos colisionales
• Choques colisionales Si la disipación de energía
  en el frente de choque se produce mediante
  colisiones de las partículas.
• Choques no colisionales Si la disipación se
  produce mediante la interacción colectiva de las
  partículas con campos electromagnéticos
  turbulentos. (ej. El viento solar contra la
  magnetósfera terrestre)

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• El choque puede ser radiativo o no, dependiendo
  de la velocidad y de la densidad inicial
• Si uno considera la etapa de una supernova en que
  la energia se mantiene constante, se puede
  demostrar que
• Entonces existe una velocidad critica, debajo de
  la cual, la colisiones son suficientes como para
  enfriar el gas.

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• Si la velocidad es gt110 Km/s (y esta dentro de la
  región Preionized), el frente de choque puede
  crear un precursor preionizado.

La estructura del choque puede cambiar mucho si
la expansión se produce contra un medio
molecular. Si v lt 40 Km/s , el choque no tiene
suficiente energia para disociar las moléculas y
los procesos radiativos y de cambios químicos
pasan a ser importantes.
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La dinámica de choques en nubes moleculares

• Debido a que en general la fracción de ionización
  en nubes moleculares densas es muy baja, la
  inecia debida al fluido de iones es muy baja.
  Pero su presencia es fundamental, ya que son
  éstos los que interactúan con los campos EM.
• Hay que considerar el fluido ionizado y el neutro
  como dos componentes independientes,
  entremezclados.

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• En este caso, las onda de choque tiene que tener
  una velocidad mayor que la de Alfvén (de las
  ondas MHD de gran longitud de onda).
• El efecto de los choques neutral-ión es disminuir
  la amplitud de la onda MHD y acelerar y calentar
  el fluido neutro.

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Choques tipo C y tipo J

• Si el frente de choque es delgado (anchocamino
  libre medio colisional), las variables
  hidrodinámicas sufren un salto, y estos choques
  se denominan de tipo J.
• Los remanentes jóvenes de SN son choques no
  colisionales y en gas que está ionizado.
• En el caso en que las colisiones disipen la
  energía, el frente de choque se hace gordo y
  continuo, se denomina tipo C.
• Se produce típicamente en nubes moleculares,
  donde hay baja ionización y alta densidad.

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Tipos de choque y velocidad del sonido

• Si el fluido neutral se mantiene frío, el flujo
  será completamente supersónico. (tipo C)
• Si el fluido se logra calentar, sube en ese punto
  la velocidad del sonido
• Si la transición super-subsónico es abrupto,
  mediante un subchoque, será de tipo J.
• Si la transición es suave, será de tipo C

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Ejemplos
Tipo C
tipo J

ROSAT
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Resumen

• Existe una diferencia fundamental en las
  características de continuidad de las variables
  hidrodinámicas de una onda de choque que permite
  diferenciar entre choques tipo C, J y C
• Esta diferencia depende de que las condiciones
  físicas permitan o no el suficiente incremento de
  la temperatura en el frente de choque.

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Referencias

• Interstellar Shock Waves, C. McKee B.Draine,
  Science, v.252, 19/04/91,p.397 ()
• Interstellar Shock Waves, C. McKee D.
  Hollenbach, ARAA 1980, 18, p.219