The Bondi-Hoyle Accretion Tail of Point Sources Travelling Hypersonically Through a Dense Environment

Abstract

We present a model for the "Bondi-Hoyle tail" left behind by the hypersonic passage of a compact, massive object through a dense, radiative environment. We derive simple equations for the flow velocity and the mass along the tail, and obtain numerical and approximate analytical solutions for the steady state problem. We then study a time-dependent problem in which the source first travels within a dense cloud, and then emerges into a low density environment. This flow results in the production of a trail of dense gas joining the source at the point in which it emerged from the dense cloud. This trail has a linear velocity vs. position profile.

Resumen

Presentamos un modelo para una “cola de Bondi-Hoyle” producida por el pasaje hipersónico de un objeto compacto masivo a través de un medio ambiente radiativo. Derivamos ecuaciones sencillas para la velocidad y la masa del flujo a lo largo de la cola, y obtenemos soluciones numéricas y analíticas aproximadas del problema estacionario. Luego estudiamos el problema con dependencia temporal de una fuente que primero viaja dentro de una nube densa y luego emerge a un medio ambiente de baja densidad. Este flujo tiene como resultado la producción de una estela que conecta la fuente con el punto del cualésta emergió de la nube densa. Esta estela tiene una velocidad que depende linealmente de la posición.