封存香槟流：大质量恒星周围星风驱动气泡的动力学与辐射俘获

在本文中，我们利用解析理论对年轻大质量恒星周围星风气泡的行为作出预测。我们这样做是为了确定为何理论模型预测星风在 HII 区的动力学中应扮演次于光致电离的角色，而年轻 HII 区的观测似乎暗示星风起驱动作用，这两者之间存在差异。特别是，猎户座中的 M42 等区域具有中性氢壳层，表明电离辐射被俘获在更靠近恒星的地方。我们首先推导了非均匀密度场中星风气泡演化的公式，重点关注幂律指数为 -2 的奇异等温球密度场。我们发现，在此类密度分布中，经典的“Weaver”型膨胀速度变为恒定。接着我们计算了此类星风气泡周围光致电离壳层的结构，并确定了壳层质量无法吸收恒星发出的全部电离光子、导致电离辐射“溢出”的临界点。我们还估算了冷却、引力、磁场和不稳定性的扰动，并认为在所研究条件下这些均为次要效应。我们的星风驱动模型在观测研究给出的误差范围内，对 M42 的行为提供了一致解释。我们发现，在相对致密的分子云环境中，围绕单一年轻恒星源，在星风壳层因云中湍流或团块化而破碎之前，香槟流不太可能出现。