包含宇宙射线流的整体星系风模拟

星系外流在星系演化中起着重要作用。尽管其重要，但对驱动这些风的物理机制的详细理解仍然缺乏。为更深入洞察这些流的性质，我们进行孤立的银河系大小星暴星系的整体三维磁流体动力学模拟。我们关注超新星注入的宇宙射线的动力学角色，特别是宇宙射线沿磁场的流和各向异性扩散的影响。我们发现这些微观物理效应能对风启动和质量负载因子有显著影响，取决于等离子体物理的细节。由于宇宙射线流不稳定性，在星际介质中传播的宇宙射线在自激发阿尔文波上散射并耦合到气体。当由流不稳定性引起的波增长被某些阻尼过程（如湍流阻尼）抑制时，宇宙射线与气体的耦合较弱，其有效传播速度比阿尔文速度快。或者，宇宙射线可能从由另一机制驱动的“外源湍流”散射。我们证明适度超阿尔文宇宙射线流的存在增强了星系风驱动的效率。宇宙射线沿部分有序磁场从星系盘附近较密区域流走，并在此过程中加速更稀薄的气体离开星系。对于与观测约束广泛一致的宇宙射线加速效率，宇宙射线降低了星系恒星形成率并显著帮助启动星系风。