湍流云中高效冷却的星风泡 II. 用流体动力学模拟验证理论
星系天体物理
2021-06-30 v1
摘要
在 companion paper 中，我们发展了关于致密湍流云中星风驱动泡演化的理论。该理论提出，分形泡壳界面的湍流混合导致高效冷却，其中绝大部分输入的风能被辐射掉。这种能量损失使得泡演化的大部分为动量驱动而非能量驱动，其膨胀速度和压力比经典的 Weaver77 解低数个量级。在本文中，我们用三维流体动力学模拟验证了我们的理论。我们表明极端冷却不仅可能，而且在超过三个量级密度的湍流云恒星形成中是普遍的。我们量化了理论中的少数自由参数，并表明动量仅超过风输入率约 1.2-4 倍。我们证实泡/云界面是一个维数约 2.5-2.7 的分形。测得界面附近热气体中的湍流振幅（v_t ~ 200-400 km/s）与湍流扩散高效混合并辐射掉大部分风能的理论要求一致。冷却后剩余的能量分数仅为 1-Θ ~ 0.1-0.01，且随时间减小，这解释了表明热气体含量低且星风动力学效应弱的观测结果。
引用
@article{arxiv.2104.07722,
title = {Efficiently Cooled Stellar Wind Bubbles in Turbulent Clouds II. Validation of Theory with Hydrodynamic Simulations},
author = {Lachlan Lancaster and Eve C. Ostriker and Jeong-Gyu Kim and Chang-Goo Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.07722},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in ApJ, 36 pages, 25 figures, but short summary and conclusion. Comments welcome