湍流云中高效冷却的星风泡 I. 分形理论及其在恒星形成云中的应用
星系天体物理
2021-06-30 v1
摘要
大质量恒星的风速达1000 km/s或更高，并在激波中产生高温高压气体。我们发展了一种理论，描述星团早期集体星风驱动的泡演化，涉及与周围母体分子云的湍流致密星际介质的相互作用。一个关键特征是高温泡表面的分形性质。该界面与周围较致密气体的巨大面积通过湍流混合及随后在辐射效率最高的T = 10^4-10^5 K温度下的冷却，强烈增强了来自高温内部的能量损失。由于极端冷却，泡半径的标度不同于经典Weaver77解（R ~ t^1/2），在给定R下膨胀速度与动量低10-10^2倍，压力低10^2 - 10^3倍。我们的理论解释了观测源中微弱的X射线辐射与低的壳层膨胀速度。我们讨论了该理论对高温泡与星风产生的冷却膨胀壳层观测的进一步启示，以及对不同环境中反馈调节恒星形成的预言。在 companion paper 中，我们用一系列流体动力学模拟验证了理论。
引用
@article{arxiv.2104.07691,
title = {Efficiently Cooled Stellar Wind Bubbles in Turbulent Clouds I. Fractal Theory and Application to Star-Forming Clouds},
author = {Lachlan Lancaster and Eve C. Ostriker and Jeong-Gyu Kim and Chang-Goo Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.07691},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in ApJ, comments welcome, 23 pages 4 figures