宇宙学流入对星系盘湍流和不稳定性的影响

我们分析了在宇宙学流入控制的准稳态下星系盘湍流和引力不稳定性的演化。我们关注流入气体与盘之间耦合最大化的可能性（例如通过致密团块），并询问在Toomre参数Q~1的不稳定盘中，流是否可能是湍流的驱动因素。我们的基准模型假设湍流能量衰减的效率约为每个动力学时间0.5，而消耗盘气体的每个过程（即恒星形成、外流和盘内流入中心核球）的效率约为0.02。在这种情况下，流入驱动湍流速度与旋转速度之比sigma/V~0.2-0.3，在z~2时引发Q~1的不稳定性，与观测一致。然而，与观测矛盾的是，该模型预测sigma/V随时间保持恒定，与宇宙学吸积率无关，因为质量和湍流具有相同的外部来源。这种强耦合的宇宙学流入倾向于在低红移时稳定盘，Q~几个，这可能与观测一致。相反，如果通过盘消耗的占空比自调节到Q~1的振荡，则不稳定性能维持更长时间，sigma/V适当下降。然而，该占空比的“关闭”阶段在低红移时变长，这可能难以与观测协调。或者，流入气体与盘之间的耦合可能随时间减弱，反映了吸积性质的演化。如果相反，这种耦合在所有时间都很弱，那么自调节搅动湍流的可能能量来源是盘内沿势梯度向内的流入（在姊妹论文中研究）。