超新星爆炸在结构化与电离分子云中的能量与动量输入

我们通过三维高分辨率流体动力学模拟，研究了单次和双星超新星 (SN) 爆炸对致密气体云的早期影响。我们测试了云结构、辐射冷却以及前身星电离辐射对向星际介质 (ISM) 净输入动能 ($f_{kin}=E_{kin}/E_{SN}$)、热能 ($f_{therm}=E_{therm}/E_{SN}$) 和气体动量 ($f_P=P/P_{SN}$) 的影响。对于密度 $n=100 \, \text{cm}^{-3}$ 的云，产生动量的 Sedov 阶段和压力驱动雪犁阶段提前终止（约 0.01 Myr），辐射冷却将耦合限制在 $f_{therm} \sim 0.01$、$f_{kin} \sim 0.05$ 和 $f_P \sim 9$，显著低于无冷却情况。对于预电离云，这些数值仅增加约 50%，且与云结构无关。这仅足以加速约 5% 的云达到径向速度 >30 km/s。如果第二次超新星爆炸延迟至第一次爆炸的 Sedov 阶段之后，可能会进一步提高耦合效率。如此低的耦合效率使许多星系尺度的超新星反馈亚分辨率模型受到质疑，这些模型大多是通过星系性质与观测的定性一致来事后验证的。电离辐射似乎并未显著增强超新星与周围气体的即时耦合，因为它将星际介质驱动为惰性致密壳层和冷团块，这一过程在星系尺度模拟中未被解析。我们的结果支持先前的结论，即超新星仅在显著比例的爆炸发生在低密度环境中，或得到电离辐射以外过程的支持时，才可能驱动星风。