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直面风暴:利用 ULLYSES 量化大麦哲伦云中盘面尺度的电离外流

星系天体物理 2024-08-06 v2

摘要

大麦哲伦云 (LMC) 拥有众多 HII 区,这可能导致显著的外流。我们利用来自 HST 的年轻恒星作为基本标准的紫外遗产库 (ULLYSES) 项目的 110 条恒星视线,在 HI、SII、SiIV 和 CIV 中考察了 LMC 的多相气体 (T1045T\sim10^{4-5} K)。我们开发了一种基于高斯过程回归概念的连续谱拟合算法,并确定了 vhelio=175375v_{\rm helio}=175-375 km s1^{-1} 范围内可靠的 LMC 星际吸收。我们的分析表明,SiIV 和 CIV 在整个 LMC 中表现出盘面尺度的电离外流,其体速度为 vout,bulk2060|v_{\rm out, bulk}|\sim20-60 km s1^{-1},这表明大部分外流质量受引力束缚。外流的柱密度与 LMC 的恒星形成率面密度 (ΣSFR\Sigma_{\rm SFR}) 相关,且具有较高 ΣSFR\Sigma_{\rm SFR} 的外流往往电离程度更高。考虑到 CIV 追踪到的 LMC 两侧外流,我们保守估计总外流率为 M˙out0.03 Myr1\dot{M}_{\rm out}\gtrsim 0.03~M_\odot {\rm yr}^{-1},质量负载因子为 η0.15\eta\gtrsim 0.15。我们将 LMC 的外流与星暴星系中探测到的外流及模拟预测进行了比较,发现在广泛的恒星形成条件 (ΣSFR104.5102 Myr1kpc2\Sigma_{\rm SFR}\sim10^{-4.5}-10^{2}~M_\odot {\rm yr}^{-1} {\rm kpc}^{-2}) 下存在普适的标度关系 vout,bulkΣSFR0.23|v_{\rm out, bulk}|\propto \Sigma_{\rm SFR}^{0.23}。最后,我们发现外流与 LMC 的年轻恒星盘共转,且速度场似乎未受外力的显著影响;因此我们推测在 LMC 前方存在一个弓形激波,它可能在 LMC 绕银河系运行时保护了外流免受冲压的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.04313,
  title  = {Braving the Storm: Quantifying Disk-wide Ionized Outflows in the Large Magellanic Cloud with ULLYSES},
  author = {Yong Zheng and Kirill Tchernyshyov and Knut Olsen and Yumi Choi and Chad Bustard and Julia Roman-Duval and Robert Zhu and Enrico M. Di Teodoro and Jessica Werk and Mary Putman and Anna F. McLeod and Yakov Faerman and Raymond C. Simons and Joshua Peek},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.04313},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication in ApJ. Key findings can be found in Figures 9-12. Main updates from the previous version include new estimates on star formation rate surface densities. Normalized SII, SiIV, and CIV line spectra derived for this work are published as a High Level Science Product called LMC-FLOWS (doi: 10.17909/hz0m-np43), available on website: https://archive.stsci.edu/hlsp/lmc-flows