随流而行:理解星系碰撞中的内流机制

碰撞旋涡星系间的动力学相互作用强烈影响其星际气体的状态与分布。观测表明,相互作用将气体引向核区,助燃星暴与核活动。迄今,大多数星系并合的数值模拟假定气体盘与恒星盘初始具有相同的分布与大小。然而,对孤立盘星系的观测显示情况极少如此;事实上,多数旋涡星系在光学半径之外的气体量与之内一样多甚至更多。此类延展盘中的气体能否在相互作用中高效输运至核区?为解答此问,我们考察了多种参数对相互作用星系核区气体输运的影响。除气体盘与恒星盘的相对半径外,这些参数还包括近心距、盘取向、气体质量占比、核球存在与否、气体热力学处理及数值模拟的空间分辨率。我们发现气体在多数模拟核区中累积,但内流效率很大程度上取决于相遇几何。仅耗散不足以产生内流;必须从气体中提取角动量的高效机制是必要的。这些实验中观察到若干不同机制。除模式驱动内流(如但不限于棒)与冲压压力扫掠——二者均已被先前描述并充分研究——我们首次对一个常见过程作了定量研究:在 Jeans 不稳定的潮汐激波中形成大质量气体团块,及其随后经动力学摩擦输送至核区。