ناپایداری گرمایی در محیط میان ستاره ای

یکی از عوامل موثر در شکل گیری ساختارهای محیط میان ستاره ای، ناپایداری گرمایی است. محیط میان ستاره ای را می توان به کمک معادلات هیدرودینامیک و معادله انرژی توصیف کرد. در معادله انرژی دو کمیت اساسی،یعنی تابع سردشوندگی و تابع رسانش گرمایی ظاهر می شوند. ما در این تحقیق، ضمن انتخاب مناسب این کمیتها برای توصیف محیط میان ستاره ای، ناپایداری گرمایی را در حالتهای مختلف بررسی می کنیم. ابتدا جوابهای حالت مانای دستگاه را مطالعه می کنیم. در این بررسی برای توصیف رفتار گرمایی دستگاه، جوابهای تحلیلی به دست می آوریم. این جوابها در حالت یک بعدی - از نظر هندسی - سه ساختار مختلف را نشان می دهند،محیطی گرم در احاطه محیط سرد، محیطی سرد در احاطه محیطی گرم، و ساختاری تناوبی از محیطهای گرم و سرد. در حالت دو بعدی نیز رفتار گرمایی دستگاه را به طور کیفی توصیف می کنیم. سپس در حالت یک بعدی وقتی رسانش گرمایی ناچیز است، با در نظر گرفتن عوامل گرمایش و سرمایش وابسته به زمان یا مکان، رفتار گرمایی دستگاه را به کمک جوابهای تحلیلی توصیف می کنیم. در چنین شرایطی جوابها به وضوح رقیق شدگی یا غلیظ شدگی انفجاری را نشان می دهند. اگر رسانش گرمایی را در نظر بگیریم، معادلات حاکم بر دستگاه - در حالت یک بعدی - رده مهمی از جوابها را توصیف می کنند که به آنها امواج گرمایی می گوییم. نشان می دهیم که تحت شرایطی خاص، در حالت یک بعدی، هر نوع اختلال اولیه گرمایی در نهایت به موج رونده گرمایی تبدیل می شود که محدوده سرعت آن را به کمک تابع سرد شوندگی می توان محاسبه کرد. همچنین می بینیم که برای برخی شکلهای تابع سردشوندگی، معادله نهایی حاکم بر دستگاه به معادلات مشهوری تبدیل می شود که دارای جوابهای سالیتونی است. وقتی سرعت امواج گرمایی کم است، جوابهای تحلیلی تقریبی به دست می آوریم. در پایان نیز ضمن اشاره برخی از کاربردهای این تحقیق، زمینه های گسترش کار را توضیح می دهیم.