星系形成中的辐射恒星反馈:方法与物理

Philip F. Hopkins; Michael Y. Grudic; Andrew R. Wetzel; Dusan Keres; Claude-Andre Gaucher-Giguere; Xiangcheng Ma; Norman Murray; Nathan Butcher

doi:10.1093/mnras/stz3129

星系形成中的辐射恒星反馈:方法与物理

星系天体物理 2020-02-11 v2 宇宙学与河外天体物理天体物理仪器与方法

作者: Philip F. Hopkins , Michael Y. Grudic , Andrew R. Wetzel , Dusan Keres , Claude-Andre Gaucher-Giguere , Xiangcheng Ma , Norman Murray , Nathan Butcher

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗ DOI ↗

摘要

来自恒星的辐射反馈(RFB)在星系中起着关键作用,但仍知之甚少。我们利用来自 Feedback In Realistic Environments (FIRE) 项目的高分辨率、多频率辐射流体动力学(RHD)模拟对此进行探究。我们研究了从超暗矮星系到银河系质量尺度的系统,包括 H+He 光电离;光电子、Lyman Werner、Compton 与尘埃加热;以及单散射与多重散射辐射压(RP)。我们比较了不同的数值算法:基于射线的 LEBRON(在光学薄时精确)与基于矩的 M1(在光学厚时精确)。在星系尺度上最重要的 RFB 通道是光电离加热与单散射 RP:在所有星系中,大部分电离/远紫外光度(约寿命积分总辐射的 1/2)被吸收。在矮星系中,最重要的影响是来自紫外背景的光电离加热抑制吸积。在银河系质量星系中,星系际背景影响可忽略;但局地光电离与单散射 RP 有助于调节星系恒星形成效率并降低中心密度。若无某种 RFB(或其他“快速”反馈),已分辨的巨分子云(GMC)过于高效地转化为恒星,使星系由超致密、束缚星团主导。这使得当超新星在这些超成团天体中爆发时恒星形成更为剧烈且“爆发式”:因此,包含 RFB 会“平滑”恒星形成历史。这些结论对 RHD 方法具有鲁棒性,但 M1 产生稍强的效应。与先前的 FIRE 模拟类似,红外多重散射罕见(在矮星系中可忽略,在质量较大星系中约占 RP 的 10%):吸收主要发生在 A_v~1 的“普通”GMC 中。

关键词

辐射反馈星系形成辐射流体动力学 FIRE 项目光电离辐射压恒星形成巨分子云

引用

@article{arxiv.1811.12462,
  title  = {Radiative Stellar Feedback in Galaxy Formation: Methods and Physics},
  author = {Philip F. Hopkins and Michael Y. Grudic and Andrew R. Wetzel and Dusan Keres and Claude-Andre Gaucher-Giguere and Xiangcheng Ma and Norman Murray and Nathan Butcher},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1811.12462},
  year   = {2020}
}

备注

28 pages, 14 figures. Updated to match published MNRAS version

星系形成中的辐射恒星反馈:方法与物理

摘要

关键词

引用

备注

相关论文