Supersonic jets propagation over considerable distances and their interactions with surrounding media is one of the important subjects in astrophysics. Laboratory-created jets have completely different scales, however, typical velocities are the same, and the similarity criteria can be applied to scale them to astrophysical conditions. Moreover, by choosing appropriate pairs of colliding plasmas, one can fulfil the scaling conditions for the radiation emission rates. In this paper we present the results of studies of interaction of laser-created jets with gas-puff plasmas at the PALS laser facility. By varying the gas pressure and composition, the nature of the interaction zone changes from a quasi-adiabatic outflow to a strongly radiation cooling jet. The fine scale structures of the interaction zone are studied by means of optical and x-ray diagnostics, and they are interpreted with a semi-analytical model and 2D radiation hydrodynamic simulations. The conclusions from the laboratory experiment are scaled to the astrophysical conditions.
超音速ジェットの長距離伝播と周囲媒質との相互作用は、天体物理学における重要な研究対象の一つである。実験室で生成されたジェットはスケールが完全に異なるが、典型的な速度は同じであり、相似則を適用することで天体物理学的条件にスケーリングすることができる。さらに、適切な衝突プラズマの組み合わせを選択することにより、放射率に関するスケーリング条件を満たすことができる。本論文では、PALSレーザー施設におけるガスジェットプラズマとレーザー生成ジェットの相互作用の研究結果を報告する。ガス圧力と組成を変化させることにより、相互作用領域の性質は準断熱的流出から強い放射冷却ジェットへと変化する。相互作用領域の微細構造は、光学およびX線診断法を用いて研究され、半解析モデルと2次元放射流体力学シミュレーションによって解釈される。実験室実験から得られた結論は、天体物理学的条件にスケーリングされる。