超新星调控的星际介质：辐射冷却和热导率对多相结构的影响

研究了由超新星（SNe）加热和随机搅动的星际介质（ISM）的流体动力学状态。我们使用一个三维非理想流体动力学 ISM 模型，在水平方向延伸 0.5 x 0.5 kpc、垂直方向延伸 2 kpc 的区域内，探索各种物理和数值效应对多相、湍流 ISM 的相对重要性。我们同时包含了 I 型和 II 型超新星，后者仅发生在致密区域。首先，我们研究了温度范围 300-6100 K 内热不稳定性的作用，比较了两种不同冷却函数（一种易受不稳定性影响，另一种稳定）获得的结果。系统中热不稳定性的存在主要表现为气体倾向于避开相关温度范围，因为它会迅速演变为更冷或更热的相。尽管如此，对于两种冷却函数，致密结构的形成似乎主要由膨胀和碰撞的超新星遗迹主导，而非热不稳定性。由于我们需要包含有限的热导系数才能在我们的均匀网格上解析热不稳定性，我们还探讨了改变普朗特数对系统的影响。发现纯粹发散的超新星强迫会产生显著的涡量。在我们探索的最高普朗特数 Pr=40 时，相对涡量约为 0.6-0.7，并且观察到在我们研究的最低普朗特数 Pr=1 时，相对涡量几乎减少了一半。研究了角速度向外递减或递增的旋转定律，使我们能够分离旋转和剪切对动力学螺旋度的贡献。当角速度向外递减时，这两个贡献部分相互抵消，导致净螺旋度较小。