外流限制的 HII 区。II. 早期突破阶段
太阳与恒星天体物理
2017-11-15 v2 星系天体物理
摘要
在本系列论文中，我们模拟了大质量恒星形成过程中光离化区的形成和演化及其观测特征。本文重点关注光离化区向外流腔的早期突破。利用三维磁流体动力学外流模拟和原恒星演化计算的结果，我们进行了后处理辐射转移。在我们的基准模型中，光离化区首次出现在原恒星质量为 10 Msun 时，并被密集的内流限制在 10-100 AU 以内，类似于一些观测到的极小超紧凑 HII 区。由于大质量原恒星的电离光度随着 Kelvin-Helmholz (KH) 收缩的进行而急剧增加，光离化区在 <10,000 yr 内突破到整个外流区域。因此，在这一阶段射电自由-自由发射显著变亮。在我们的基准模型中，10 GHz 处的射电光度从 m=11 Msun 时的 0.1 mJy kpc2 变为 16 Msun 时的 100 mJy kpc2，而红外光度的增加不到两倍。在突破阶段，射电谱指数也从光学厚值 2 变为部分光学薄值 0.6。此外，我们证明了自由-自由通量的短时标变化是由吸积爆发引起的。在吸积爆发阶段，外流密度增强，导致离化区变小，自由-自由发射减弱。在这种爆发期间，射电光度可能降低一个数量级，而红外光度受到的影响要小得多，因为在 KH 收缩开始后，内部原恒星光度主导了吸积光度。如果吸积爆发是由盘不稳定性驱动的，这种变异性可能在短至 10-100 yr 的时间尺度上被观测到。
引用
@article{arxiv.1706.07444,
title = {Outflow-Confined HII regions. II. The Early Break-Out Phase},
author = {Kei E. I. Tanaka and Jonathan C. Tan and Jan E. Staff and Yichen Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.07444},
year = {2017}
}
备注
9 pages, 5 figures, accepted for publication in ApJ