超新星驱动的多相星际介质中尘埃颗粒的湍流演化
星系天体物理
2017-03-23 v1 太阳与恒星天体物理
计算物理
流体动力学
摘要
尘埃颗粒是星系星际介质 (ISM) 的重要组成部分。我们首次在真实的多相 ISM 流体动力学模拟中直接测量了星际尘埃在不同 ISM 相中的驻留时间，以及这些相之间的转换速率。我们的模拟包含随时间变化的化学网络，追踪 H^+、H、H_2、C^+ 和 CO 的丰度，并使用基于树的辐射转移方法考虑气体和尘埃的自屏蔽。超新星爆发被随机注入、在密度峰值处注入，或作为两者的混合。对于每个模拟，我们研究物质如何在 ISM 各相之间循环，发现了比文献中简单质量交换方案所考虑的更为可观的转换。推导出的 ISM 各相中的驻留时间具有宽泛的分布特征，特别是对于分子介质、温介质和热介质。最真实的随机和混合驱动模拟中，分子相、冷相、温相和热相的中位驻留时间分别约为 17、7、44 和 1 Myr。随机驱动运行下测量的转换速率与温相和冷相中 Ti 气相耗尽观测在简单耗尽模型下吻合良好，尽管分子相中的耗尽被低估。基于化学丰度而非温度切割的 ISM 相定义物理上更有意义，但由于两种定义之间没有直接对应，导致了显著不同的转换速率和驻留时间。
引用
@article{arxiv.1610.06579,
title = {The turbulent life of dust grains in the supernova-driven, multi-phase interstellar medium},
author = {Thomas Peters and Svitlana Zhukovska and Thorsten Naab and Philipp Girichidis and Stefanie Walch and Simon C. O. Glover and Ralf S. Klessen and Paul C. Clark and Daniel Seifried},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.06579},
year = {2017}
}
备注
submitted to MNRAS, movies https://hera.ph1.uni-koeln.de/~silcc/