银河系中心分子区模拟——I. 气体动力学

我们利用流体动力学模拟研究银河系的中心分子区(CMZ)。模拟包含非平衡化学网络、气体自引力、恒星形成与超新星反馈。我们在亚秒差距分辨率下解析星际介质结构，同时捕捉CMZ与棒驱动大尺度流在$R\sim 5\kpc$范围内的相互作用。我们的主要发现如下：(1) 文献中有时提出的内($R\lesssim120$~pc)外($120\lesssim R\lesssim450$~pc)CMZ之区分是不必要的。相反，CMZ最好被描述为一个单一结构，即外半径$R\simeq 200$~pc的恒星形成环，其包含1.3$^\circ$复合体，并直接与介导棒驱动内流的尘埃通道相互作用。(2) 该吸积可诱导CMZ显著倾斜出平面。倾斜的CMZ或可替代解释Molinari等人2011年于Herschel数据中辨识的$\infty$形结构。(3) 我们模拟中的棒高效驱动从银河系盘($R\simeq 3$~kpc)至CMZ($R\simeq200$~pc)量级为$1\rm\,M_\odot\,yr^{-1}$的内流，与观测判定一致。(4) 超新星反馈可驱动从CMZ向内朝向核周盘量级约$\sim0.03\,\rm M_\odot\,yr^{-1}$的内流。(5) 我们对20与50 km s$^{-1}$云的3D位置给出新解释，依此它们靠近($R\lesssim30$~pc)银河系中心，但也与$R\gtrsim100$~pc处更大尺度流相连。