气态宇宙纤维的流体动力学稳定性

宇宙网结构边缘的位力激波是标准结构形成理论的明确预测。我们推导了在球形、纤维状和平面下落几何中激波后气体及位力激波本身的稳定性判据。当气体冷却显著时，我们发现激波变得不稳定，气体毫无阻碍地流向相应晕、纤维或薄片的中心。对于纤维，我们将此判据应用于自相似下落解。我们发现，对于质量在 $10^{11}-10^{13}M_\odot Mpc^{-1}$ 之间的纤维，预计会发生不稳定性。利用简化的玩具模型，我们随后表明这些纤维很可能在红移 $z=3$ 时为 $10^{10}M_{\odot}\lesssim M_{halo}\lesssim 10^{13}M_{\odot}$ 的晕提供补给，以及在 $z=0$ 时为 $10^{12}M_{\odot}\lesssim M_{halo}\lesssim 10^{15}M_{\odot}$ 的晕提供补给。这种不稳定性将以非平凡的方式影响纤维穿透气态晕时的存活性。此外，吸积到不稳定纤维上的较小晕将不会受到纤维内部冲压压力的作用。流入的气体将继续向中心运动，直到其角动量与引力吸引相平衡，或者其密度变得足够高以至于对辐射产生自屏蔽。