恒星风碰撞中团块形成的三维模拟
星系天体物理
2020-01-22 v2
摘要
银河系内区秒差距包含数十颗 Wolf-Rayet 星，其强劲外流不断相互作用，同时以炽热弥散等离子体充满该区域。理论模型已表明，在某些情况下，恒星风碰撞可以生成以团块形式的冷而致密物质。然而，其形成过程与性质尚不为人所充分了解。在本工作中，我们首次提出对不稳定风碰撞中团块形成过程的统计研究。我们研究具有致密外流（∼10^{-5} M⊙ yr^{-1}）、风速 500-1500 km s^{-1}、恒星间距 ∼20-200 au 的系统。我们利用自适应网格加密基于网格的代码 Ramses 开发恒星风碰撞的三维高分辨率流体动力学模拟。我们旨在表征通过流体动力学不稳定性——主要通过非线性薄壳不稳定性（NTSI）——形成的团块的初始性质。我们的结果确认，在风接近辐射与绝热机制之间过渡的系统里形成更重的团块。增大风速或不对称性程度都会增加团块质量与抛射速度分布的弥散。尽管如此，最重的团块也非常轻（∼10^{-3}-10^{-2} M⊕），约比理论上限低三个数量级。将这些结果应用于银河系中心，我们发现通过 NTSI 形成的团块既不足以重到影响该区域的热力学状态，也不足以存活足够长时间而落向中心超大质量黑洞。
引用
@article{arxiv.1906.04181,
title = {3D simulations of clump formation in stellar wind collisions},
author = {Diego Calderón and Jorge Cuadra and Marc Schartmann and Andreas Burkert and Joaquín Prieto and Christopher M. P. Russell},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.04181},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 20 Figures, 2 Tables. Accepted for publication in MNRAS