坍缩纤维的热化学演化

星系际纤维构成了连接星系的宇宙网的基础，并为星系增长和吸积提供了重要的气体储库。本文利用一个包含32种化学物种的网络，追踪由氢、氧和碳形成的关键分子的演化，对这类纤维的热化学演化进行了极高分辨率的二维模拟。我们研究了纤维在初始密度、初始温度、解离紫外背景强度和金属丰度等广泛参数范围内的演化。在低红移、$Z \approx 0.1 Z_\odot$的纤维中，演化完全由初始冷却时间决定。如果冷却时间足够短，纤维中心总是坍缩形成致密、寒冷的核，其中包含大量分子。在高红移、$Z=10^{-3} Z_\odot$的纤维中，坍缩进行得慢得多。这主要是由于初始温度较低，导致在达到原子冷却极限之前密度增加幅度小得多，使得随后的分子冷却效率大大降低。最后，我们研究了附近矮星系的引力势如何影响纤维的坍缩，并将其与NGC 5253进行比较，后者是一个被认为由纤维气体吸积提供燃料的近星星暴矮星系。与我们的基准情况相反，在势中心形成了一个显著的密度峰。由于化学物种形成和冷却速率增加，该峰演化速度比纤维其余部分更快。我们发现我们达到了与NGC 5253相似的吸积率，但我们的二维模拟未能恢复在射电观测中看到的巨分子云的形成。