天空中的风车与尘埃：沃尔夫-拉叶星98a环境的3D建模
太阳与恒星天体物理
2016-06-08 v1
摘要
沃尔夫-拉叶星98a（WR 98a）系统是干涉测量巡天的首要目标，因为它被确认为“旋转风车状星云”，其红外图像显示出以1.4年周期性旋转的螺旋尘埃带。WR 98a宿主一颗WC9+OB星，考虑到沃尔夫-拉叶星的极端光度，尘埃的存在令人困惑。我们提出了WR 98a的三维流体动力学模型，其中尘埃的产生与再分布被自洽地纳入。我们的网格自适应模拟解析了风碰撞区域中尺度低于轨道间距（约4 AU）百分之一的细节，同时模拟至1300 AU。我们在气体组分单独表现为绝热或受到有效辐射冷却的条件下覆盖了数个轨道周期。在绝热情形下，恒星风之间的混合在明确界定的螺旋模式中有效，满足了尘埃产生的最佳条件。当引入辐射冷却时，相互作用被风碰撞区域沿线的热不稳定性所主导，尘埃以体积填充方式集中于团块和细丝中，因此WR 98a必须遵循接近绝热的演化才能展现出旋转风车结构。我们模拟了Keck、ALMA或未来E-ELT的观测，并与测光长期监测进行对比。我们预测了螺旋前缘与后缘之间尘埃分布的不对称性，表明ALMA和E-ELT能够探测螺旋中指示开尔文-亥姆霍兹发展的精细结构，并确认了由取向引起的测光变化。历史Keck图像得以重现，但其分辨率不足以探测我们所预测的细节。
引用
@article{arxiv.1605.09239,
title = {Pinwheels in the sky, with dust: 3D modeling of the Wolf-Rayet 98a environment},
author = {Tom Hendrix and Rony Keppens and Allard Jan van Marle and Peter Camps and Maarten Baes and Zakaria Meliani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.09239},
year = {2016}
}
备注
Accepted for publication in mnras