Efecto(s) de diferentes especies en ondas de choque

Pero M se define simplemente en función de la velocidad de un objeto en relación con la velocidad local del sonido.

Creo que estás pensando en presiones parciales (si no, deberías estarlo) porque la velocidad del sonido se define como:

$$C_{s}^{2} = \frac{ \partial P }{ \partial \rho }$$ dónde$P = \sum_{s} P_{s}$es la presión total del gas sumada sobre todas las especies$s$y$\rho$es la densidad de masa promedio del gas.

En la atmósfera de la Tierra, hay partes desiguales de nitrógeno diatómico, oxígeno diatómico, dióxido de carbono, argón y especies menores. Entonces, sí, si la atmósfera de la Tierra fuera completamente oxígeno diatómico, la velocidad local del sonido sería diferente de su valor actual (sin mencionar que la atmósfera sería tóxica para la mayoría de la vida).

Si se introduce en el aire un gas de positrones y electrones, moviéndose a velocidades supersónicas, ¿se producirá un choque?

Sí, esto podría producir una onda de choque si se inyectara suficiente par de plasma (por ejemplo, consulte este documento arXiv 1311.2605 para ver un ejemplo de discusión) en el sistema. La respuesta inicial obvia será la aniquilación de pares , pero esto libera rayos gamma que pueden calentar e ionizar rápidamente el gas neutro circundante. Si todo esto sucede lo suficientemente rápido, incluso la inyección de una nube de plasma de par que no se mueve (en relación con el gas neutro) podría generar una onda expansiva con un choque asociado. Hay un excelente artículo de xkcd (?) sobre ondas de choque generadas por plasmas que se mueven rápidamente y rayos X emitidos por delante del plasma.