冷气体如何持续从热风中挟带质量与动量
星系天体物理
2019-12-11 v2
摘要
星系风中普遍观测到的快速运动冷气体的存在在理论上令人困惑,因为冷气体的摧毁时间远小于其加速时间。在先前工作中,我们表明若混合气体的辐射冷却时间短于云摧毁时间,冷气体可加速至风速并质量增长。此处,我们更详细地研究该过程,并在多种情景中发现显著的稳健云加速与增长。辐射冷却而非 Kelvin-Helmholtz 不稳定性,通过冷却诱导的压力梯度实现热气体在云上的自维持挟带。事实上,当云近乎共动时增长达到峰值。挟带速度约为冷气体声速,且增长伴随云脉动。增长对背景风与初始云几何也稳健。例如,在绝热 Chevalier-Clegg 型风中,质量增长率恒定。尽管有磁场时增长率相近,云形态却剧烈改变,出现低密度、磁支撑的细丝,其质量分数小但体积占优。这可能使吸收线观测产生偏差。从挟带并冷却热气体导致的云增长或可解释环星系介质(CGM)的冷气体含量。当星系喷泉中循环的冷气体吸积并冷却晕气体时,它也可为盘内恒星形成提供燃料。我们推测,一旦云柱密度 被分辨,星系尺度模拟的冷气体质量应趋于收敛。
引用
@article{arxiv.1907.04771,
title = {How cold gas continuously entrains mass and momentum from a hot wind},
author = {Max Gronke and S. Peng Oh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.04771},
year = {2019}
}
备注
23 pages, 22 figures; videos available at http://max.lyman-alpha.com/cloud-crushing; published in MNRS