非平衡电离计算下湍流混合层的数值研究
星系天体物理
2010-09-21 v1
摘要
高电离态物种如 C IV、N V 和 O VI 普遍存在于宇宙各处弥散气体中，例如银河系盘面和晕、高速云 (HVC)、外部星系以及星系际介质。产生高电离离子的一种可能机制是，在冷气体与热气体相互滑过的位置发生湍流混合。通过使用包含辐射冷却和非平衡电离 (NEI) 计算的流体动力学模拟，我们研究了湍流混合层的物理性质以及高电离离子的产生。我们发现大部分混合发生在热/冷界面的热侧，并且混合区域分离成一个包含辐射冷却的、富含 C IV 的温区和一个富含 C IV、N V 和 O VI 的热区。混合发生得比电离或复合更快，这使得在我们的 NEI 模拟中，混合气体成为比碰撞电离平衡 (CIE) 模拟中更好的 C IV、N V 和 O VI 来源。此外，气体辐射冷却的速度快于离子复合的速度，这也使得大量高电离离子在 NEI 模拟中得以存留。基于这些原因，我们的 NEI 计算预测的高电离离子多于 CIE 计算。我们还模拟了湍流混合层的各种初始构型并讨论了其结果。我们将模拟结果与观测及其他模型（包括其他湍流混合计算）进行了比较。C IV 与 N V 以及 N V 与 O VI 的比值与从晕观测计算的平均值合理吻合。在我们的模拟中，不同视线方向以及不同时间存在大量变化。这种空间和时间变化可能解释了观测中看到的一些变化。
引用
@article{arxiv.1006.3811,
title = {Numerical Study of Turbulent Mixing Layers with Non-Equilibrium Ionization Calculations},
author = {Kyujin Kwak and Robin L. Shelton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1006.3811},
year = {2010}
}
备注
19 pages, 7 figures, 8 tables, Accepted for publication by ApJ