湍流支撑星际介质中基本相变的识别
宇宙学与河外天体物理
2015-06-03 v1 星系天体物理
摘要
恒星形成星系中的星际介质是一种多相气体，其中湍流支撑至少与热压力同等重要。维持这一构型需要持续的辐射冷却，使得总平均冷却率与湍流能量在介质中的衰减率相匹配。在此，我们对分层、湍流搅拌、辐射冷却介质进行了一系列数值模拟，发现在临界一维湍流速度约为 35 km/s 时存在一个基本相变。当湍流速度低于约 35 km/s（对应温度低于 300,000 K）时，介质是稳定的，因为气体冷却时间随温度的变化大致保持恒定。另一方面，当湍流速度高于临界值时，气体受到激波作用进入不稳定状态，此时冷却时间随温度强烈增加，这意味着相当一部分星际介质无法在湍流耗散时间尺度内冷却。这自然导致了任何一维湍流速度高于约 35 km/s 的分层介质中气体的失控加热与抛射，这一结果对所有红移处的星系演化均具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1112.0317,
title = {Identification of a Fundamental Transition in a Turbulently-Supported Interstellar Medium},
author = {Evan Scannapieco and William J. Gray and Liubin Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.0317},
year = {2015}
}
备注
16 Pages, 11 figures, ApJ, in press