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磁场对核环中气体动力学与恒星形成的影响

星系天体物理 2023-04-13 v1

摘要

棒旋星系中心的核环已知具有强磁化特征。为探究磁场对这些环内恒星形成及核气体流的影响,我们运行磁流体动力学模拟,其中存在随时间恒定的磁化流入环(代表棒驱动流入)。质量流入率为 1Myr11\,M_\odot\,\mathrm{yr}^{-1},我们探索了流入区中一系列磁场强度的模型。我们采用 Kim & Ostriker 开发的 TIGRESS 框架来处理辐射加热与冷却、恒星形成及由此产生的超新星(SN)反馈。我们发现,由于旋转剪切与 SN 反馈,环内磁场被有效放大。在数百 100Myr100\,\mathrm{Myr} 内,环内湍流分量 BtrbB_\mathrm{trb} 饱和于约 35μG\sim 35\,\mu\mathrm{G}(与湍流动能密度大致均分),而规则分量 BregB_\mathrm{reg} 超过 50μG50\,\mu\mathrm{G}。成团 SN 爆发产生的膨胀超泡沿垂直方向将主要来自中面附近的环向场拖拽至高海拔区域,产生极向场。磁场的增长在晚期极大抑制了恒星形成。同时,环内强磁张力驱动从环向内的径向吸积流,在中心区形成环核盘;此特征在无磁化模型中不存在。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.04206,
  title  = {Effects of Magnetic Fields on Gas Dynamics and Star Formation in Nuclear Rings},
  author = {Sanghyuk Moon and Woong-Tae Kim and Chang-Goo Kim and Eve C. Ostriker},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.04206},
  year   = {2023}
}

备注

29 pages, 17 figures, accepted for publication in ApJ