暴露于活动星系核辐射的气体云演化 I. 三维辐射流体动力学模拟

我们进行了均匀尘埃气体云被活动星系核（AGN）辐射照射的三维辐射流体动力学模拟，以研究云演化对电离参数$\mathcal{U}$和斯特龙根数$\mathcal{N}_{S}$的依赖性。我们发现演化可分为两种情况，取决于$\mathcal{U}$。在低$\mathcal{U}$情况（$\mathcal{U}\approx 10^{-2}$）下，演化主要由光致蒸发驱动。从照射面发射出速度约为$100\operatorname{-}150\;\mathrm{km\;s^{-1}}$的近似球对称蒸发流。云被D型激波压缩，同时因光致蒸发损失质量，最终在$t\lesssim 1.5t_{\mathrm{sc}}$时转变为致密纤维。在高$\mathcal{U}$情况（$\mathcal{U}\approx 5\times 10^{-2}$）下，辐射压力抑制了照射面中心部分的光致蒸发，降低了蒸发速率。来自照射面外围的蒸发流因尘埃上的辐射压力而转变为高速（$\lesssim 500\;\mathrm{km\;s^{-1}}$）气体风。云被辐射压力驱动的激波扫过，在$t\approx t_{\mathrm{sweep}}$时变为致密气体盘。在两种$\mathcal{U}$情况下，这些致密区域都预期会发生恒星形成。我们讨论了AGN辐射对团块环面的影响。简单估计表明，团块在比其轨道周期更短的时间尺度内被摧毁。为了长期维持团块结构，入射辐射场需要足够弱以覆盖大部分团块，或者需要某种持续产生团块的机制。