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泵送铁:湍流金属扩散对多相星系外流的影响

星系天体物理 2024-07-23 v1

摘要

大多数星系形成与演化的数值模拟无法在尺度或以下分辨率处捕捉湍流级联,因而需要湍流模型来捕捉这些未分辨尺度上湍流的运动。在本研究中,我们检讨湍流金属扩散模型对来自矮星系(质量约为 1010101110^{10} - 10^{11} 太阳质量)的多相外流的影响。我们使用我们最先进的单星形成和非平衡冷却以及氢化学的数值模型。我们的模拟在约为 1 太阳质量的质量分辨率下进行,其中单个超新星爆炸在热相生成和动量输入方面得到分辨。在我们发现,质量、能量和金属负载因子仅受湍流金属扩散模型包含程度的轻微影响。当包含金属扩散模型时,银河盘上低高度处的金属富集因子约高出 20%。具体而言,我们发现冷 interstellar 介质中的冷却更为有效,因为更大量的金属保持在冷稠密相中。金属扩散模型最显著的效果是:在不包含金属扩散的情况下,热相的冷却更快,声速降低约为一半。具体而言,我们发现不包含金属扩散的情形下,热相更富含金属,导致该相更快(过度)冷却,这与我们在包含金属扩散的情形下发现的较高声速相一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.14599,
  title  = {Pumping Iron: How turbulent metal diffusion impacts multiphase galactic outflows},
  author = {Ulrich P. Steinwandel and Douglas Rennehan and Matthew E. Orr and Drummond B. Fielding and Chang-Goo Kim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.14599},
  year   = {2024}
}

备注

19 pages, 11 figures, submitted to ApJ, comments welcome!