落入旋转包层中的稳态风致空腔：在年轻原恒星宽速度分量上的应用

风驱动外流在宇宙中从形成中的低质量恒星到超大质量黑洞等广泛吸积天体周围均有观测。我们研究了中心各向同性风与下落、旋转的包层之间的相互作用，在弱混合假设下确定了二者界面处形成的稳态空腔形状。所得风致空腔的形状呈拉长的自相似形，其物理尺寸由风动压与包层热压之比决定。我们计算了激波风与偏转包层之间温暖湍流混合层的增长，并在层内为线性（库埃特型）速度分布的假设下算出相应的宽线轮廓。随后，我们针对赫歇尔/HIFI 在原恒星 Serpens-Main SMM1 的 CO $J$=16--15 中观测到的温暖宽速度分量检验了模型。给定对 SMM1 周围尘埃包层温度与密度的独立观测约束，我们发现在一组物理合理的参数下——风与下落质量流率之比 $\simeq 4\%$、风速 $v_{\rm w} \simeq 30$ km/s、CO 与 H$_2$ 的星际丰度、以及与实验室实验一致的湍流夹带效率——模型与其所有观测性质（线轮廓、动量、温度）以及 SMM1 外流空腔宽度均极为吻合。推断的抛射与吸积盘吸积率之比 $\simeq 6-20\%$ 与当前盘风理论一致。因此，该模型提供了一个新框架，用以调和原恒星中狭窄的外流空腔宽度与观测到的大流动速度。由于其自相似性，该模型也适用于更广泛的天体物理情境。