矮星系中超新星的宇宙线反馈

矮星系中重子物质的调控是一个长期存在的问题。超新星(SNe)被认为在通过从星系中移除大量气体而形成大尺度星系风方面起着关键作用。SNe 是非热粒子(即所谓宇宙线(CRs))的高效加速器，宇宙线可显著改变气体动力学以及形成大尺度星系风的条件。我们研究了 SNe 注入 CR 如何影响矮星系中的恒星形成与大尺度风的形成，以及它能否产生更接近观测的星系恒星形成率(SFR)与风的性质。我们使用自适应网格加密代码 ramses 运行了矮星系的高分辨率(9 pc)CR 磁流体动力学模拟。盘状星系嵌入于质量为 $10^{10}$ 和 $10^{11} \, \rm M_{\odot}$ 的孤立暗物质晕中，CRs 由 SNe 注入。我们包含了具有不同扩散系数的 CR 各向同性与各向异性扩散、CR 辐射损失以及 CR 流。向星际介质中注入 CR 能量抹平了最高的气体密度，使 SFR 降低了 2-3 倍。在有 CR 扩散时质量流出率显著更大，对于较高的扩散系数高出 2 个数量级。若无扩散与流动，CRs 在产生风方面效率低下。仅 CR 流动可形成风，但风太弱而无法与观测匹配。星系风的形成强烈依赖于扩散系数：对于低系数，CR 能量滞留于 CR 能量损失最高的高密度区域；而较高的系数使 CR 更有效地从致密气体中泄漏，从而产生更强的风。CR 扩散导致比无 CR 时更冷且更致密的风，并使流出率与质量装载因子更接近观测。