中文

超级气泡作为动力摩擦的来源:气体迁移、恒星和暗物质贡献

星系天体物理 2025-01-22 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

[删节版] 星系中的气体分布在大尺度上是平滑的,但在较小尺度上通常是时间依赖且不均匀的。时间依赖性源于云的形成、碰撞以及超新星爆发等过程,这些过程也造成了不均匀性。物质分布的不均匀性导致局部星系引力势的变化,这有助于将气体盘与星系的恒星和暗物质成分动态耦合。具体来说,年轻星团中发生的多次超新星爆发产生超级气泡,这些气泡改变了局部加速度场,并改变了穿过它们的恒星或暗物质粒子的能量和动量,与由大质量物体引起的动力摩擦广泛类似。我们的目标是量化超级气泡的加速度场如何引起动力摩擦并促进星系的长期演化。为了评估这一点,我们构建了模拟超级气泡的气体分布的时间依赖密度修正。通过评估这些密度修正的加速度场,我们能够看到当恒星穿过超级气泡时,承载超新星的气体的动量或角动量如何变化。结合所有恒星和超级气泡的效应,我们构建了均匀和各向同性情况下动量损失的半经验近似公式。我们发现,通过上述过程,气体盘失去其比角动量的速率高达每十亿年4%,这意味着在盘的生命周期内其原始值减少不到一半。相比之下,来自超级气泡的质量转移率比来自气体湍流的约低一个数量级,因此,为了更准确地解释气体迁移率(误差小于10%),应包含超级气泡的贡献。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.18086,
  title  = {Superbubbles as the source of dynamical friction: gas migration, stellar and dark matter contributions},
  author = {Rain Kipper and Indrek Vurm and Aikaterini Niovi Triantafyllaki and Peeter Tenjes and Elmo Tempel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.18086},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 15 figures