星系风中分子与尘埃的存活与夹带

近年来，在模拟星系风中 T $\sim$ $10^4$K 原子气体的夹带方面取得了显著进展。然而，同样被观测到以高速度外流、温度较低且多尘的 T $\sim$ 10-100K 分子气体的夹带却远未被理解。这种气体密度可比热风高 $10^5$ 倍，看起来极难被夹带。我们运行了具有光致电离自屏蔽的 3D 风洞模拟，并演化了热尘埃溅射与生长过程。与迄今为止几乎所有此类模拟不同，我们没有施加任何人为的温度下限。我们发现高效的分子气体形成与夹带，以及通过吸积实现的尘埃存活与生长。这一成功的关键在于通过混合形成大量 10^4K 原子气体，其充当保护性的“气泡膜”并将云团过密度降低至 $\sim$ 100。这可从混合时间与冷却时间之比来理解。在夹带前，当剪切较大时，t_mix/t_cool $\leq$ 1，气体无法冷却到 5000K 的“冷却瓶颈”以下。因此，云团存活判据与已被充分研究的纯原子情形相同。夹带后，当剪切减小时，t_mix/t_cool > 1，云团变为多相，分子与原子质量相当。宽泛的温度概率密度函数（PDF）中，在形式上不稳定的 50 K < T < 5000 K 范围内有丰富气体，这与先前具有驱动湍流和辐射冷却的星际介质（ISM）模拟一致。我们的发现对恒星与活动星系核（AGN）外流、星系团纤维、“水母”星系以及 AGB 星风中的多尘分子气体具有启示意义。