超新星产生热相：分辨率、化学与热传导
星系天体物理
2020-04-08 v2
摘要
超新星（SN）在星际介质（ISM）中产生热气体，有助于确立ISM结构并支撑外流驱动。对于以太阳质量和亚秒差距分辨率实现单个超新星爆发、且环境密度在真实多相ISM中变化数个量级的星系形成模拟，分辨热气体产生十分重要。我们通过三维模拟三种金属丰度（Z = 0.01、0.1和1 Z_⊙）、六种密度及其各自平衡化学组成（n=0.001 cm^{-3}–100 cm^{-3}）和四种质量分辨率（0.1–100 M_⊙）下的SN冲击波来检验分辨率需求。我们包含非平衡冷却与化学、均匀星际辐射场及屏蔽，采用现代压力-能量光滑粒子流体动力学（SPH）方法并包括各向同性热传导与无网格有限质量（MFM）求解器。我们发现化学与热相产生比动量产生有更强的分辨率需求。虽然在10 M_⊙时Sedov阶段末的径向动量开始收敛，但热相产生与化学需更高分辨率才能正确表征Sedov阶段末中性到电离氢比例。热传导通常使热相减少0.2 dex，对化学组成影响甚微。总体上，我们1和0.1 M_⊙的结果与先前数值及解析估计吻合良好。我们结论：对于此处所给热能量注入SN模型，需高于10 M_⊙的分辨率来模拟多相ISM中的化学、动量与热相产生。
引用
@article{arxiv.1907.13153,
title = {Hot phase generation by supernovae: resolution, chemistry and thermal conduction},
author = {Ulrich P. Steinwandel and Benjamin P. Moster and Thorsten Naab and Chia-Yu Hu and Stefanie Walch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.13153},
year = {2020}
}
备注
28 pages, 24 figures (2 in the appendix), accepted for publication in MNRAS, comments welcome