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大质量星团的辐射压作为超星系风的发射机制

宇宙学与河外天体物理 2015-05-19 v1 星系天体物理

摘要

低电离冷气体的星系外流在本地星暴星系和高红移星系中普遍存在。这些冷外流如何产生仍是一个问题。超新星产生的热气体长期以来被认为是主要驱动因素,但该机制在加速冷气体时倾向于破坏后者。我们提出了一种克服这一困难的超新星情景修正。观测表明,恒星形成发生在星团中;在给定星系中,大部分恒星形成发生在约20个最大质量的星团中。我们证明,对于L*星系,质量大于10^6太阳质量的星团的辐射压能够以超过盘星系圆周速度的速度驱逐周围气体。这些冷气体可以在不到2 Myr的时间内上升到星系盘上方,远早于驱动星团中任何超新星爆发。一旦到达盘上方,冷外流气体将暴露于辐射以及盘内其他星团产生的超新星诱导的热气体外流中,这些外流将其驱动到数十至数百kpc的距离。由于辐射驱动的云团在运动过程中尺寸增大,且热气体在大距离处更稀薄,因此云团若最终遇到热气体,则不易被破坏。因此,与风驱动云团不同,辐射驱动云团可以存活至约50 kpc的距离。我们将这些星团驱动的外流与大尺度星系外流等同起来。我们模型的另一个含义是,只有存在大质量星团的星暴星系才能通过这种机制在星系尺度上驱动冷外流。我们发现,启动大尺度冷外流的临界恒星形成率约为0.1太阳质量/年/kpc^2,这与观测结果非常吻合。

关键词

引用

@article{arxiv.1005.4419,
  title  = {Radiation pressure from massive star clusters as a launching mechanism for super-galactic winds},
  author = {Norman Murray and Brice Ménard and Todd A. Thompson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1005.4419},
  year   = {2015}
}

备注

Submitted to ApJ, comments welcome