Крупномасштабные нелинейные процессы в межзвездной среде тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, кандидат физико-математических наук Королев, Виталий Владимирович

• Королев, Виталий Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Королев, Виталий Владимирович

Введение.

1. Эволюция остатка сверхновой в многофазной межф звездной среде.

1.1. Свойства межзвездной среды.

1.2. Динамика остатков сверхновых.

1.3. Постановка задачи и физическая модель.

1.4. Математическая модель и численная схема для расчета течения многофазной среды.

1.5. Методика расчетов. Тестовые задачи.

1.6. Результаты расчетов. Обсуждение.

2. Образование выпрямленных сегментов в рукавах спиральных галактик.

Ф 2.1. Особенности спиральной структуры галактик.

2.2. Постановка задачи и физическая модель.

2.3. Методика расчетов. Обсуждение результатов.

3. Трехмерная структура галактических ударных волн.

3.1. Вертикальная структура галактических ударных ф волн.

3.2. Постановка задачи и физическая модель.

3.3. Методика расчетов. Обсуждение результатов. . . . '. .120 Заключение.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Крупномасштабные нелинейные процессы в межзвездной среде»

Одним из важных с точки зрения астрофизики структурных элементов галактик является межзвездная среда (далее МЗС). В современной науке сложилось вполне обоснованное мнение, что состояние МЗС и протекающие в ней процессы во многом определяют поведение других галактических подсистем. С другой стороны, свойства самой среды подвержены влиянию внешних факторов.

В значительной мере МЗС представляет собой разреженный газ или, если быть точнее, плазму с различной степенью ионизации, характерные скорости движения которой превосходят скорость звука [7, 38, 120, 121]. С точки зрения газодинамики это означает, что в такой среде могут возникать ударные волны. Процессы взрывного характера, при которых высвобождается значительная энергия, способны сообщать газу достаточно большие скорости. В частности, при вспышках сверхновых типичные начальные скорости выброса вещества составляют 5-10 тысяч километров в секунду, в то время как характерные значения скорости звука в невозмущенном газе — порядка 10 километров в секунду. Исследования показывают, что расширение остатков сверхновых, как при одиночных вспышках, так и, при коллективных взрывах звезд в тесных О В-ассоциациях, действительно сопровождается образованием ударных волн. В нашей Галактике сами вспышки за исторически документированный период наблюдались крайне редко — зафиксировано всего семь событий такого рода в 837, 1006, 1054,1181, 1408,1572 и 1604 годах [6]. Однако в межзвездном пространстве-"довольно часто наблюдаются продукты этих катастрофических процессов — расширяющиеся оболочки нейтрального водорода, сброшенные при взрыве звезд, так называемые остатки сверхновых (ОСН). Они представляют собой либо волокнистые оболочечные туманности неправильной формы (например, сверхновые I типа Тихо Браге 1572 г и Кеплера 1604 г), либо плерионы — остатки сверхновых типа II, у которых четко обозначенной оболочки не выявлено (например, остаток сверхновой 1054 г — Кра-бовидная туманность). [12]. Согласно каталогу Грина [51] на текущий момент число наблюдаемых в Галактике остатков сверхновых достигает 231. Также обнаруживаются и существенно более масштабные образования, так называемые сверхоболочки [26, 56, 82], размеры которых могут достигать нескольких сот парсек. Новые вспышки — по нескольку десятков в год — и остатки старых сверхновых регистрируются также и в других галактиках.

Вспышки сверхновых являются важным фактором, воздействующим на МЗС в, масштабах всей Галактики. Наличие мощной рентгеновской светимости ОСН свидетельствует о высоких температурах вещества порядка 106-107 К [98], которое представляет собой сильно ионизированную плазму — корональный газ. Согласно предложенной в работе [84] модели трехфазной МЗС вследствие регулярных вспышек сверхновых значительная часть объема галактики должна быть заполнена кавернами с корональным газом, которые из-за градиента плотности в газовом диске могут прорываться в галактическое гало, образуя туннели [35]. Сформировавшиеся под действием ударных волн оболочки со временем фраг-ментируют на отдельные облака, в которых начинается вторичное звездообразование. Сверхновые также обогащают МЗС тяжелыми элементами, образующимися на финальных стадиях жизни массивных звезд. Кроме того, ударные волны от сверхновых в результате их взаимодействия с неоднородностями МЗС могут вносить заметный вклад в ее турбулизацию. Есть также основания считать, что взрывы сверхновых являются одним из механизмов, ответственных за образование высокоскоростных облаков, движущихся со скоростями' от нескольких: десятков до нескольких сотен километров в секунду [97]. При таких скоростях облака также могут порождать ударные волны.

Другим важным примером крупномасштабных процессов, связанных с появлением ударных волн, является взаимодействие газа МЗС со спиральными рукавами галактик. С точки зрения физики, спиральные рукава представляют собой так называемые волны плотности — спиралевидные возмущения гравитационного потенциала дисковых галактик, возникающие вследствие особенностей коллективного движения звезд. Протекание газа через потенциальную яму спирального рукава может происходить со сверхзвуковой скоросты-о, результатом чего может стать формирование ударной волны, существование которой было предсказано в работах [46, .94]. Наблюдения вполне подтверждают эту теорию. Сжатие газовых облаков при прохождении фронтов ударных волн должно привести к их гравитационному коллапсу и последующему формированию звезд. Действительно, вдоль спиральных рукаbob отмечается обилие скоплений молодых звезд с характерными временами жизни порядка 20-70 млн. лет, весь жизненный цикл которых протекает в окрестности места рождения. Такая жесткая «привязка» этих звезд, наличие тормозного синхротронного излучения из областей спиральных рукавов (что говорит о сжатии галактического магнитного поля, «вмороженного» в межзвездный газ), а также видимая концентрация пылевой материи вдоль них в виде протяженных волокнистых структур являются вполне состоятельными аргументами в пользу существования галактических ударных волн. . Молено привести и ряд других примеров астрофизических процессов, сопровождающихся образованием ударных волн в межзвездной или межгалактической среде. Звездный ветер, образующийся при потере вещества массивными звездами типа Вольфа-Райе, также порождает ударные волны вокруг звезды еще до ее превращения в сверхновую [12]. Объекты такого рода при наблюдениях представляют собой оптически яркие туманности с кольцевой структурой. При взаимодействии с более холодной межзвездной средой зврздный ветер выдувает каверну, на периферии которой со временем образуется плотная газовая оболочка за фронтом внешней ударной волны. Имеется также и внутренняя ударная волна — на границе между областями разлетающегося свободно звездного ветра и ветра, уже успевшего потерять скорость. Примером нелинейных процессов еще большего масштаба могут служить ударные волны на концах джетов из ядер активных галактик и квазаров. Эти струйные выбросы могут достигать протяженности десятков килопарсек и должны порождаться при падении вещества в центральную черную дыру в ходе дисковой аккреции. Джет может формироваться либо в окрестности вращающейся черной дыры, окруженной аккреционным диском с магнитным полем, либо при магнитогидродинамическом истечении вещества из внутренних частей аккреционного диска. Формирование же ударной волны на конце джета происходит в результате его взаимодействия с практически неподвижной межгалактической средой.

Как видно, круг астрофизических явлений, сопряженных со сверхзвуковыми течениями газа и сопутствующими им ударными волнами, довольно широк и представляет немалый интерес. Тем не менее, при решении актуальных задач современной астрофизики ввиду их сложности в настоящее время трудно ограничиться только лишь аналитическими методами. Для большого класса задач динамики, межзвездной среды в качестве инструмента для исследования все чаще применяются методы численного моделирования. Конечно, они не позволяют получить результат такой же степени полноты и точности, какой дает аналитический подход, но при известной сложности задач построение численных моделей служит подчас единственным средством, т.к. возможности аналитических методов ограничены. За последние полвека математические методы моделирования получили широкое распространение и зарекомендовали себя с самой, лучшей стороны в различных отраслях науки, в том числе и в астрофизике.

В данной диссертации представлены результаты исследования трех астрофизических задач с применением численных методов.

В первой главе диссертации рассмотрена задача о сильном взрыве в неоднородной бистабильной среде. Эта задача имеет особое значение в физике межзвездной среды, поскольку, как уже упоминалось выше, вспышки сверхновых являются одним из ключевых механизмов, регулирующих ее состояние. Современные вычислительные возможности вполне позволяют рассмотреть данную задачу с учетом реалистичных'распределений параметров облаков, свойств МЗС, хорошей точностью и с высоким пространственным разрешением. Это позволило бы выявить степень влияния облачной компоненты на эволюцию остатка. Первая глава диссертации, посвященная этому вопросу, состоит из шести разделов. В первом рассмотрены основные свойства межзвездной среды и некоторые физические процессы, обуславливающие ее мно-гофазность. Второй раздел посвящен вопросам физики остатков сверхновых; приведен. обзор наблюдательных данных и результаты аналитических и численных исследований. Третий раздел — постановка задачи. В нем изложены основные особенности моделей, использованных при моделировании эволюции ОСН. В четвертом. описана методика расчетов., а в пятом — результаты, полученные при решении тестовых задач. В шестом разделе представлены результаты моделирования расширения ОСН в неоднородной среде и их анализ. В этой главе показарю, что влияние облачной компоненты существенно влияет на динамику остатка, как на ранних, так и на поздних стадиях. Несмотря на то, что внутри каверны остатка испарение части облаков подпитывает его веществом и ускоряет темп разлета, более влиятельным фактором, определяющим скорость расширения, становятся потери энергии в виде излучения, которые происходят при сжатии облаков корональным газом. В результате переход ОСН в радиативную стадию, образование оболочки и выход оболочки в режим баллистического расширения происходят существенно раньше, чем в случае однородной среды.

Две следующие главы связаны с исследованием свойств галактических ударных волн.

Во второй главе показана возможность того, что в основе механизма, порождающего полигональную структуру рукавов спиральных галактик,, лежит гидродинамическая неустойчивость галактической ударной волны. В первом разделе главы рассматриваются основные свойства спиральной структуры галактик и галактических ударных волн. Во втором разделе описывается физическая модель, использованная, при расчетах. В третьем разделе представлены результаты численного моделирования. Согласно полученным данным можно сделать два вывода. Первый — полигональная структура может быть проявлением нестационарных движений ударной волны в окрестности потенциальной ямы. Второй — стационарная полигональная структура может сформироваться при касательном движении газа, т.е. при наличии движений газа вдоль рукава.

В третьей главе. диссертации исследуется вертикальная структура галактических ударных волн, а также структура газового диска и газового гало спиральных галактик в окрестностях рукавов. В первом разделе главы рассмотрены подходы к исследованию вертикальной структуры галактических дисков. Второй раздел содержит постановку задачи и описание физической модели. В третьем представлены результаты численного моделирования структуры галактического диска в окрестности спирального рукава. Отметим, что в данной задаче был использован полностью трехмерный подход. Полученное решение дает основания утверждать, что галактические ударные волны простираются далеко от плоскости галактического диска, из чего можно сделать вывод о более тесной связи процессов в галактическом гало с процессами вблизи плоскости диска. Кроме первичной ударной волны могут образовываться также серии вторичных ударных волн. С помощью этого же кода была исследована и задача о взаимодействии потока газа с искривленной потенциальной ямой, рассмотренная во второй главе в рамках двумерного приближения. При такой постановке задачи выпрямленные стационарные сегменты ударной волны образуются только лишь в случае наличия касательной к потенциальной яме составляющей скорости газа. Также было показано, что движения газа в вертикальном направлении релаксируют медленно, следовательно, их вклад в динамику газового диска является особенно существенным в окрестности спиральных рукавов.

В Приложении А дано описание численной схемы TVD, использованной при решении задач.

В Приложении В , дано описание новой методики выделения особенностей и разрывов в течениях, основанной на анализе тензора скоростей деформации.

В Приложении С дано описание способа расчета турбулентных характеристик течения.

Результаты, представленные в диссертации, являются оригинальными и получены впервые.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Основным фактором, определяющим темп замедления ударной волны от сильного взрыва в неоднородной многофазной межзвездной среде, являются потери энергии в виде излучения, которые происходят при сжатии облаков. Это приводит к тому, что ради-ативная фаза расширения остатка сверхновой наступает раньше, чем в случае однородной среды. В результате образование оболочки и последующий ее переход в режим баллистического расширения происходит тем быстрее, чем выше фактор объемного заполнения среды облаками.

2. Радиус фронта ударной волны от сильного взрыва в неоднородной многофазной среде на стадии баллистического расширения остатка сверхновой изменяется согласно автомодельному закону Rs ос t0-2.

3. Гидродинамическая неустойчивость ударной волны, образующейся при протекании газа через гравитационную потенциальную яму, искривленную в плоскости газового диска, приводит к формированию:

1) нестационарной полигональной структуры фронта осциллирующей ударной волны при нормальном натекании газа;

2) стационарной полигональной структуры ударной волны при косом натекании газа, что подтверждается одновременно и двумерными и трехмерными расчетами. Данный результат свидетельствует о том, что полигональная структура спиральных рукавов галактик может иметь. гидродинамическую природу.

4. При взаимодействии сверхзвукового потока газа в тонком газовом диске, находящемся во внешнем гравитационном поле, с гравитационной потенциальной ямой релаксация газа в направлении перпендикулярном диску приводит к образованию вторичных ударных волн в атмосфере диска за фронтом основной ударной волны. Полученный результат означает, что в газовом гало галактики кроме собственно галактической ударной волны могут наблюдаться также и вторичные ударные волны.

Результаты, представленные в диссертации, опубликованы в работах:

1. Korolev V.V., Levy V.V. A vertical structure of a galactic shock wave. // Astronomical and Astrophysical Transactions. - 1999. - V.18. - P. 121-127.

2. Коваленко И.Г, Королев В.В. Ударные волны в двухфазной межзвездной среде. // Вестник ВолГУ. Серия 1: Математика. Физика. - 2002. - Вып. 7. - С. 72-75.

3. Kovalenko I.G., Korolev V.V. Shocks in a 2-phase interstellar medium: 2d modelling. // Astronomical and Astrophysical Transactions. - 2002. - V. 21. - P. 193-196.

4. Eremin M.A., Korolev V.V., Kovalenko I.G. 3d structure of the galactic shock waves. // Astronomical and Astrophysical Transactions. - 2002. - V. 21. - P. 245-249.

5. Коваленко И.Г., Королев В.В. Моделирование эволюции остатков сверхновых в мультифазной межзвездной среде. // Вестник ВолГУ Серия 1: Математика. Физика. - 2005. - Вып. 9. - С. 87-91.

6. Chernin A.D., Korolev V.V., Kovalenko I.G. Global irregularities of spiral patterns in galaxies: manifestation of hydrodynamic instabilities? // Progress in Study of Astrophysical Disks: Collective and Stochastic Phenomena and Computational Tools, Volgograd State University, Volgograd, 9-11 September 2003, p. 17.

7. Kovalenko I.G., Eremin M.A., Korolev V.V. 3D structure of gaseous disks in spiral galaxies. // Progress in Study of Astrophysical Disks: Collective and Stochastic Phenomena and Computational Tools, Volgograd State University, Volgograd, 9-11 September 2003, p. 31.

8. Korolev V.V., Kovalenko I.G. Simulation of supernova remnants in a multiphase interstellar medium. // Astrophysics and Cosmology after Gamov — theory and observations. Труды международной научной конференции, Одесса, 8-14 августа 2004, Одесса, Астропринт, с. 93.

9. Королев В.В., Коваленко И.Г. Ударные волны в двухфазной межзвездной среде: двухмерное моделирование. // VII конференция студентов и молодых ученых г. Волгограда и Волгоградской области, 12-15 ноября 2002, г. Волгоград, Вып. 4: Физика и математика, изд. ВолГУ, 2003, с. 24.

Заключение диссертации по теме «Механика жидкости, газа и плазмы», Королев, Виталий Владимирович

Заключение.

В заключении сформулируем основные результаты и выводы, полученные в настоящей диссертации.

1. Основным фактором, определяющим темп замедления ударной волны от взрыва сверхновой в неоднородной многофазной межзвездной среде, являются потери энергии в виде излучения, которые происходят при сжатии облаков.

2. Радиативная фаза расширения остатка наступает раньше, чем в случае однородной среды, что ускоряет образование оболочки и последующий переход в, режим, баллистического расширения.

3. Радиус фронта ударной волны от сильного взрыва в неоднородной многофазной среде на поздней баллистической стадии расширения изменяется согласно автомодельному закону Rs ос t0-2.

4. Одним из механизмов образования высокоскоростных облаков может быть их динамическое ускорение при взаимодействии с ударной волной от вспышки сверхновой.

5. Гидродинамическая неустойчивость ударной волны, образующейся при. протекании газа через искривленную потенциальную яму, приводит к формированию: 1) при нормальном натекании газа нестационарной полигональной структуры фронта осциллирующей .ударной волны 2) при косом натекании газа стационарной полигональной структуры ударной волны, что подтверждается одповременно и двумерными и трехмерными расчетами

6. Релаксация газа в направлении, перпендикулярном плоскости газового галактического диска, приводит к образованию вторичных ударных волн в атмосфере диска.

7. Интенсивность первичной галактической ударной волны уменьшается при увеличении числа Маха в натекающем потоке межзвездного газа.

8. Вертикальные движения газа за фронтом ударной волны релак-сируют медленно, следовательно, их вклад в динамику газового диска является особенно существенным в окрестности спиральных рукавов. . . .

9. Разработана оригинальная методика выделения особенностей и разрывов в течениях, основанная на анализе деформаций среды.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Королев, Виталий Владимирович, 2005 год

1. Белоцерковский О. М., Андрущенко В. А., Шевелев ЬО. Д. Динамика пространственных и вихревых течений в неоднородной атмосфере. М.: Янус-К, 2000.

2. Белоцерковский О. М., Опарин А. М., Чечеткин В. М. Турбулентность: новые подходы. М.: Наука, 2003.

3. Горькавый Н/ Н;, Фридман А. М. Физика планетных колец. М.: Наука, 1994.

4. Дорошкевич А. Г., Зельдович Я. Б. Контакт горячего и холодного газов и эволюция холодных облаков в межгалактической среде. // Журн. эксперим. теор. физ. 1981. - Т. 80. - С. 801.

5. Зельдович Я. Б., Пикельнер С. Б. Равновесие фаз и динамика газа с объемным нагревом и охлаждением. // Журн. эксперим. теор. физ. 1969. - Т. 29. - С. 170.

6. Имшенник B. C. Вспышки сверхновых и историческая хронология. // УФН 2000. - Т. 170. - №5. - С. 553-557.

7. Каплан С. А., Пикельнер С. Б. Физика межзвездной среды. М.: Наука, 1979.

8. Коваленко И. Г., Лукин. Д. В. Ударные волны в астрофизических газовых дисках: эффекты конечной толщины и вертикальных движений. // Письма в Астрой, журн. 1999. - Т. 25. - №4, - С. 260-269.

9. Куликовский А. Г., Погорелов Н. В., Семенов А. Ю. Математические вопросы численного решения гиперболических систем уравнений. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001.

10. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Том 6. Гидродинамика. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001.

11. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Том 8. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982.

12. Лозинская Т. А. Сверхновые звезды и звездный ветер. Взаимодействие с газом галактики. М.: Наука, 1986.

13. Марочник Л. С., Сучков А. А. Галактика. М.: Наука, 1984.

14. Нигматулин Р. Й. Динамика многофазных сред. М.: Наука. 1987. '

15. Чурилов С. М., Шухман И. Г. //Астрон. циркуляр. 1981. -№ 1157. - С. 1.

16. Шкловский И. С. Вспышки сверхновых и межзвездная среда. // Астрон. журн. 1962. - Т. 39. - С. 209-215.19; Ф. Чен. Введение в физику плазмы. М.: Мир, 1987.

17. Ardeljan N. V., Bisnovatyi-Kogan G. S., Moiseenko S. G. Magnetorotational supernovae. // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.- 2005. V. 359. - P. 333-344.

18. Baker P. L., Barker P. K. The interaction of interstellar gas with stellar density wave packets. // Astron. Astrophys. 1974. - V. 36.- P. 179-189.

19. B.albus S;. A., McKee C. F. The evaporation of spherical clouds in a hot gas. Ill suprathermal evaporation. // Astrophys. J. -1982. - V. 252. - P. 529-552.

20. Balsara D., Benjamin R. A., Cox D. P. The evolution of adiabatic supernova remnants in a turbulent, magnetized medium // Astrophys. J. 2001. - V. 563. - P. 800-805.

21. Beck R. Galactic and extragalactic magnetic fields. // Space Science Reviews 2001. - V. 99. - P. 243-260.

22. Berkhuijsen E.: M. The volume filling factor of the WIM. // Lecture notes in physics. 1998. - V. 506. The Local Bubble and beyond, edited by D. Breitschwerclt, M. J. Freyberg, and J. Truemper. P. 301-304.'

23. Brinks E., Bajaja E. A high resolution hyclrogen-line survey of Messier 31. Ill -HI holes in the interstellar medium. // Astron. Astrophys. 1986. - V. 169. - P. 14-42.

24. Bisnovatyi-Kogan G. S., Silich S. A. Shock wave propagation in nonuniform interstellar medium. // Reviews of modern physics.- 1995. V. 67. - P. 661-712.

25. Chernin A. D. Spiral patterns with straight arm segments. // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 1999. - V. 308. - P. 321-332.

26. Chevalier R., A. Trie evolution of supernova remnants. I. Spherically symmetric models. //Astrophys. J. 1974. - V. 188.- P. 501-516.

27. Chevalier R. A., Imamura J. N. Linear analysis of an oscillatory instability of radiative shock waves. // Astrophys. J. 1982. -V. 261. - P. 543-549.

28. Chevalier R. A., Blondin J. M. Hyclrodynamic instabilities in supernova remnants: early radiative cooling. // Astrophys. J. -1995. V. 444. - P. 312-317.

29. Contopoulos G., Grosb0l P. Stellar dynamics of spiral galaxies — .nonlinear effects at the 4/1 resonance. // Astron. Astrophys. -1986. V. 155. - P. 1-23.

30. Cowie L. L., McKee C. F. The evaporation of spherical clouds in a hot gas. I. Classical and saturated mass loss rates // Astrophys. J.- 1977. V. 211. - P. 135-146.

31. Cowie L. L.:, ;McKee. С'.; F., Ostriker J. P. Supernova remnant revolution in an unhomogeneuos medium. I. Numerical models. // Astrophys. J. 1981. - V. 247. - P. 908-924.

32. Cox D. P., Smith B. W. Large-scale effects of supernova remnants on the Galaxy: generation and maintance of a hot network of tunnels. // Astrophys. J. 1974. - V. 189. - P. 105-108.

33. Cui W., Cox D. P. Two-temperature models of old supernova remnants with ion and electron thermal conduction. // Astrophys. J.T 1992. V. 401.;- P. 206-219.

34. Dahlem M. Gaseous halos of late-type spiral galaxies. // Publ. ASP. V. 109. - P. 1298-1320.

35. Dalgarno A., McCray R. A. Heating and ionization of HI regions. // ARA&A 1972. - P. 375-427

36. Dubner G., Giacani E., Reynoso E., Goss W. M., Roth M., Green A. Interaction of the supernova remnant G18.8+0.3 with the surrounding medium. //.Astron. J. 1999. - V. 118. - P. 930-941.

37. Dunne В. C., Points S. D., Chu, Y.-Ii. ROSAT observations of twelve superbubbles in the LMC. // Bulletin "of the American Astronomical Society 2000. - V. 32 - P. 1595.

38. Palle S. A. E. G. Numerical calculation of thin shell formation in supernova remnants. // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 1975. -V. 172. - P. 55-84.

39. Falle S. A. E. G. Catastrophic cooling in supernova remnants. // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 1981. - V. 195. - P. 1011-1028.

40. Pavre A. Equations cles gaz turbulents compressibles. // Journal cle Mechanique- 19.65. V. 4. - P. 361-390.

41. Field G. B. Thermal instability. // Astrophys. J. 1965. - V. 142. - P. 531-567.

42. Field G. В., Goldsmith D. W., Habing Ii. J. Cosmic-ray heating of the interstellar gas. // Astrophys. J. 1969. - V.155. - P. 149154.

43. Fujimoto M. Modeling of gas flow through a spiral sleeve. // Symp. IAU №29. 1968. - P. 453-463.

44. Fujimoto M. Motion of gas and spiral structure. // Astrophys. J.- 1968. V. 152 - P. 391-405.

45. Georgelin Y. M., Georgelin Y. P., Laval, A., Monnet, G., Rosado M. Observations of giant bubbles in the Large Magellanic Cloud // Astrophys. J. Supply Series 1984. - V. 54. - P. 459-469.

46. Gonzales R. A., Graham J. R. Tracing the dynamics of disk galaxies with optical and infrared surface photometry: color gradients in M99. // Astrophys. J. 1996. - V. 460. - P. 651664.

47. Giuliani J. On the dynamics of evaporating cloud envelopers. // Astrophys. J. 1984. - V. 277. - P. 605-614.

48. Green D. A. Galactic supernova remnants: an updated catalogue and some statistics. // Bulletin of the Astronomical Society of

49. India 2004. - V. 32. - P. 335-370.

50. Hamilton P.A., Lyne A. G. Faraday rotation measurements on 163 pulsars. // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 1987. - V. 224. -P. 1073-1081.

51. Harten A. High resolution schemes for hyperbolic conservation laws. // J. Comput. Phys. 1983. - V. 49. - P. 357-393.

52. Harten A. On the symmetric form of systems of conservation laws with entropy// J. Comput. Phys. 1983. - V. 49. - P. 151-164.

53. Heiles С'. H I shells and supershells. // Astrophys. J. 1979. -V. 229. - P. 533-544.

54. Heiles С. 'H I shells, supershells, shell-like objects, and «worms». // Astrophys. J. Suppl. Series 1984. - V. 55. - P. 585-595.

55. Howk J., Savage B. Extraplanar dust in the edge-on spiral NGC 891. /./ Astrophys. J. 1997. - V. 114. - P. 2463-2478.

56. Howk J., Savage B. Extraplanar dust and star formation in nearby edge-on galaxies. // The Physics and Chemistry of the Interstellar Medium, Proceedings of the 3rd Cologne-Zermatt Symposium 1999.

57. Hunter C. Self-gravitating stellar disks. // Ann. Rev. Fluid Mech. 1972. - V. 4. - P. 219.

58. К alb er la P. M. W., Westphalen G., Pietz, J., Mebolcl, U., Hartmann D., Burton W. В. H I Gas in the Galactic Halo. // The Physics of Galactic Halos, Proceedings of the 156th WE-Heraeus Seminar 1997.

59. Kamaya И. On the origin of small-scale structure in self-gravitationg' two-phase gas. //Astrophys. J. 1996. - V. 465.- P. 769-774."

60. Kamaya H., Shchekinov Yu. Effects of phase transitions in wave dynamics in two-phase gaseous systems. // Astrophys. J. 1997.- V. 486. P. 840-846.

61. Kimoto P., Chernoff D. Radiative instabilities in simulations of spherecally symmetric supernova blast waves. // Astrophys. J. -1997. V. 485. - P. 274-284.

62. Korol'ov-V. V., Levy V. V. A vertical structure of a galactic shock wave. // Astron. Astrophys. Transact. 1999. - V. 18. -P. 121-127.

63. Korpi M., Brandenburg A., Shukurov A., Tuominen I. Evolution of a superbubble in a turbulent, multi-phased and magnetized ISM. // Astron. Astrophys. 1999. - V. 350. - P. 230-239.

64. Kovalenko I. G., Levy V. V. Steady gas flow with a shock wave in a potential well. // Astron. Astrophys. 1992. - V. 264. -P. 406-414.

65. Kritsuk A. G., Norman M. L. Thermal instability-induced interstellar turbulence. // Astrophys. J. 2002. - V. 569. -P. L127-L131.

66. Kritsuk A. G., Norman M. L. Interstellar phase transitions stimulated by time-dependent heating. // Astrophys. J. 2002.- V. 580. P. L51-L55.

67. Levenson N. A., Graham J. R., Walters J. L. Dynamic shocks in the inhomogeneous environment of the Cygnus Loop // Astrophys. J. 2002. - V. 576. - P. 798-805.

68. Lin С. C., Shu F. H. On the spiral structure of disk galaxies. // Astrophys. J. 1964. - V. 140. - P. 646-655.

69. Lindblad B. Remarks on the dynamical theory of spiral structure. // Stockholms observatoriums annaler 1942. - V. '14. - № 1.

70. Lindblad B. On the possibility of a quasi-stationary spiral structure in galaxies. // Stockholms observatoriums annaler -1963. V. 22. - № 5.

71. Maciejewski W., Cox D. P. Supernova remnant in a stratified medium: explicit,. analytical . .approximations for adiabatic expansion and radiative cooling. // Astrophys. J. 1999. - V. 511.- P. 792-797.

72. MacLow M., McCray R., Norman M. L. Superbubbles blowout dynamics. // Astrophys. J. 1989. - V. 337. - P. 141-154.

73. Marochnic L. S., Berman V. G., Mishurov Yu. N., Suchkov A. A. Large-scale flow of interstellar gas in galactic spiralwaves — effects of. thermal balance and self-gravitation. // Astrophys. Space Sci. 1983. - V. 89. - P. 177-199.

74. Martos M., Allen Ch., Franco J., Kurtz S. Spiral density wave shock-induced star formation at high galactic latitudes. // Astrophys. J. 1999. - V. 526. - P. 89-92.

75. Martos M. A., Cox D. P. Magnetohydrodynamic modeling of a galactic spiral arm as a combination shock and hydraulic jump. // Astrophys. J. 1998. - V. 509. - P. 703-716.

76. Marochnik, L. S., Suchkov, A. A. Hypothesis on the origin of the sprial structure of the galaxies. // Astrophys. Space Sci. 1969.- V. 4. P. 317-326.

77. Mashchenko S., Thilker D., Braun R. Automated supershell recognition in spiral galaxies employing hydrodynamic simulations. // Astron. Astrophys. 1999. - V. 343. - P. 352-366.

78. McKee C. F., Begelman M. C. Steady evaporation and condensation of isolated clouds in hot plasma. // Astrophys. J. -1990. V. 358. - P. 392-398.

79. McKee C. F., Ostriker J. P. A theoiy of the interstellar mediumthree components regulated by supernova explosions in an1.: 1 'inhomogeneous substrate. // Astrophys. J. 1977. - V. 218. -P. 148-169.

80. Nichols J. S., Slavin J. D. Shocked clouds in the Vela supernova remnant. // Astrophys. J. 2004. - V. 610. - P. 285-302.

81. Norman С. A., Ferrara A. The turbulent interstellar medium: generalizing to a scale-dependent phase continuum. // Astrophys. J. 1996. - V. 467. - P. 280-291.

82. Osher S., Fedkiw R. P. Level set methods: An overview and some recent results. /-/ J. Comput. Phys. 2001. - V. 169. - P. 463.

83. Oort J. Ii. Some phenomena connected with interstellar matter (George Darwin Lecture). // Mon. Notic. Ръоу. Astron. Soc. -1946. V. 106. - P. 159-179.

84. Patnaude D. J., Fesen R. A., Raymond J. C., Levenson N. A. Graham J. R., Wallace D. J. An isolated, recently shocked ISM cloud in the Cygnus loop supernova remnant. // Astronom. J. -2002. V. 124. - P. 2118-2134.

85. Rand R. J., Kulkarni S. R. The local galactic magnetic field. // Astrophys. J. 1989. - V. 343. - P. 760-772.

86. Raymond J., Cox D., Smith B. Radiative cooling of low-density plasma. // Astrophys. J. 1976. - V. 204. - P. 290-292.

87. Ryskin G., Leal L. G. Numerical solution of free-boundary problems in fluid mechanics. Part 2. Buoyancy-driven motion of a gas bubble through a quiescent liquid. //J. Fluid Mech. 1984.- V. 148. P. 19.■ ■ ' . ! ■ 1 ■ ' ■

88. Ritchie B. W., Thomas P. A. Multiphase smoothed-particle hydrodynamics. // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2001. - V. 323.- P. 743-756.

89. Roberts W. W. Large-scale shock formation in spiral galaxies and its implications on star formation. // Astrophys. J. 1969. -V. 158. - P. 123-144.

90. Roe P. L. Approximate rieman solvers, parameter vectors and cliffernce schemes. //J. Comput. Phys. 1981. - V. 43. - P. 357372.

91. Ryu D., Brown G. L., Ostriker J. P., Loeb A. Stable and unstable accretion flows with angular momentum near a point mass. // Astrophys. J. 1995. - V. 452. - P. 364-378.

92. Sankrit R., Blair W. P., Raymond J. C. Optical and far-ultraviolet spectroscopy of knot D in the Vela supernova remnant. // Astrophys. J. 2003. - V. 589. - P. 242-252.

93. Sasaki M., Haberl F., Pietsch W. ROSAT PSPC view of the hot interstellar medium of the Magellanic Clouds. // Astron. Astrophys. 2002. - V. 392. - P. 103-114.

94. Shin S., Juric D. Modeling three-dimensional multiphase flow using a level contour reconstruction method for front tracking without connectivity. //J. Comput. Phys. 2002. - V. 180. -P. 427-470.

95. Shu F. H., Milione V., Gebel W, Yuan C., Goldsmith D. W.; Roberts W. W. Galactic shocks in an interstellar medium with two stable phases. // Astrophys. J. 1972. - V. 172. - P. 557-592.

96. Silich S., Franko J., Palous J., Tenorio-Tagle G. Three-dimensional calculations of the evolution of superbubles in a cloudy medium. // Astrophys. J. 1996. - V. 468. - P. 722-738.

97. Slavin J. D., Cox D. P. Completing the evolution of supernova remnants and their bubbles. // Astrophys. J. 1992. - V. 392. -P. 131-144. .

98. Snowden S. L., Mebolcl, U., Hirth, W., Herbstmeier, U., Schmitt, J. H. M. ROSAT detection of an X-ray shadow in the 1/4-keV diffuse background in the Draco nebula. // Science. 1991. -V. 252. - P. 1529-1532.

99. Strang G. On the construction and comparison of difference schemes. // SIAM J. Numer. Anal. 1968. - V. 5. - P. 506-517.

100. Thornton K, Gaudlitz lVI., Janka H.-Th., Stienmetz M. Energy input and mass redistribution by supernovae in the interstellar medium. // Astrophys. J. 1998. - V. 500. - P. 95-119.

101. Toomre A. Group velocity of spiral waves in galactic disks. // Astrophys, J.п 1969. V. 158. - P. 899-914.

102. Toth G., Odstrcil D. Comparison of some flux corrected transport and total variation diminishing numerical schemes for hydroclynamic and magnetohydrodynamic problems. // J. Comput. Phys. 1996. - V. 128. - P. 82-100.

103. Trease H. E. Three-dimensional free-lagrange hydrodynamics. // Computer Physics Communications 1988. - V. 48. - P. 39-50.

104. Tryggvason G., Bunner В., Esmaeeli A., Juric D., Al-Rawahi N., Tauber W., Han J., Nas S. Janz Y.-J. A front-tracking method for the computations of multiphase flow. // J. Comput. Phys. -2001. V. 169. - P. 708-759.

105. Tubbs A. D. Galactic spiral shocks vertical structure, thermal phase effects, and self-gravity. // Astrophys. J. - '1980. - V. 239. - P. 882-892.

106. Venkateswaran S., Lindau J. W., Kunz R. F., Merkle C. L. Computation of multiphase mixture flows with compressibility effects. // J. Comput. Phys. 2002. - V. 180. - P. 54-77.

107. Wada K., Norman C. A. The global structure and evolution of a self-gravitating multiphase interstellar medium in a galactic disk. // Astrophys. J. 1999. - V.516. - P.L13-L16.

108. Wada K., Spaans M., Kim S. Formation of cavities, filaments, and clumps by the nonlinear development of thermal and gravitational instabilities in the interstellar medium under stellar feedback. // Astrophys. J. 2000. - V. 540. - P. 797-807.

109. Wada K., Norman C. A. Numerical models of the multiphase interstellar matter with stellar energy feedback on a galactic scale. // Astrophys. J. 2001. - V. 547. - P. '172-186.

110. Walters M. A., Cox D. P. Models of vertical disturbances in the interstellar medium. // Astrophys. J. 2001. - V. 549. - P. 353383.

111. Wesseling P. Principles of computational fluid dynamics. Springer- Verlag Berlin Heidelberg, 2001. .

112. Williams R. J. R., Dyson J. E. Resolved shocks in clumpy media. // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2002. - V. 333. - P. 1-8.

113. White R. L., Long K. S. Supernova remnant evolution in an interstellar medium with evaporating clouds. // Astrophys. J.- 1991. V. 373. - P. 543-555.

114. Wolfire M. G., Hollenbach D., McKee G. F., Tielens A. G. G., Bakes E. L. O. The neutral atomic phases of the interstellar medium. // Astrophys. J. 1995. - V. 443. - P. 152-168.

115. Wolfire M. G., Hollenbach D., McKee C. F., Tielens A. G. G. The neutral atomic phases of the interstellar medium in the Galaxy. // Astrophys. J. 2003. - V. 587. - P. 278-311.

116. Young J.S., Scoville N.Z. Molecular gas in galaxies. // Ann. Rev. Astron. Astroph. 1991. - V. 29. - P. 581-625.

117. Yee H.C. Construction of explicit and implicit symmetric TVD schemes and .thier applications,- // J. Comput. Phys. 1987. -V. 68. - P. 151-179.