Las ondas de choque son comunes en entornos astrofísicos . [1]
Debido a la baja densidad ambiental , la mayoría de los choques astronómicos no tienen colisiones . Esto significa que los choques no se forman por colisiones de Coulomb de dos cuerpos , ya que el camino libre medio para estas colisiones es demasiado grande, a menudo excediendo el tamaño del sistema. Tales choques fueron teorizados por primera vez por Frederic de Hoffmann y Edward Teller [2] , quienes estudiaron las ondas de choque en fluidos magnetizados con conductividad infinita. El mecanismo preciso para la disipación de energía y la generación de entropía en tales choques aún está bajo investigación, pero se acepta ampliamente que el mecanismo general que impulsa estos choques consiste en la interacción onda-partícula e inestabilidades del plasma , que operan en la escala de la profundidad de la piel del plasma , que normalmente es mucho más corta que el camino libre medio.
Se sabe que los choques sin colisión están asociados con partículas de energía extremadamente alta , aunque no se ha establecido definitivamente si los fotones de alta energía observados son emitidos por protones , electrones o ambos. En general, se cree que las partículas energéticas son aceleradas por el mecanismo de aceleración de Fermi . Generalmente se acepta que los choques causados por los remanentes de supernova que se expanden en el medio interestelar aceleran los rayos cósmicos medidos por encima de la atmósfera terrestre. [3]
Las ondas de choque en entornos estelares, como las que se producen en el interior de una explosión de supernova por colapso del núcleo , suelen convertirse en ondas de choque mediadas por radiación. Estas ondas de choque se forman cuando los fotones chocan con los electrones de la materia y la corriente descendente de estas ondas de choque está dominada por la densidad de energía de la radiación en lugar de por la energía térmica de la materia.
Un tipo importante de choque astrofísico es el choque relativista, en el que la velocidad del choque es una fracción no despreciable de la velocidad de la luz. Estos choques son exclusivos de los entornos astrofísicos y pueden producirse sin colisiones o mediados por radiación. En teoría, se esperan choques relativistas en los estallidos de rayos gamma , en los chorros activos de núcleos galácticos y en algunos tipos de supernovas.