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星形状银沼系星形星系中的湍流驱动机制

星系天体物理 2026-01-06 v1 天体物理仪器与方法 太阳与恒星天体物理

摘要

星际介质(ISM)的生命周期、结构和动力学由湍流调节。包括超新星(SN)爆炸、剪切和引力坍缩等复杂物理过程驱动并维持湍流,但仍是一个开放问题,即这些不同机制主要激发何种驱动模式。湍流驱动参数b可用于量化驱动其加速度场中旋向与压缩模式的比例。压缩驱动特征为b ~ 1,而纯旋向驱动给出b ~ 0.3。为量化银沼系ISM中的湍流,我们研究了b随时间的演化,以及湍流马赫数和等离子子比(热-磁压比)的时间演化,以及其与星形成活动的相关性,针对TIGRESS去卷曲模拟的磁化温暖中性介质(WNM)中的情况,在约1亿年(约半个轨道时间)的时间段内研究一个类似银沼系的 kpc大小的 patches。 在本模拟中,湍流由剪切、引力坍缩和以辐射和SN形式的星形成反馈驱动。我们发现湍流驱动参数在时间上在b ~ 0.4和b ~ 1之间波动。我们发现b与星形成活动呈时间依赖的相关性,即高星形成率约在一个湍通量周期(~10 Myr)后跟随高度压缩驱动(b > 0.5)的阶段。约20 Myr后,型B SN反馈推高WNM比例和湍流马赫数,降低等离子子比和驱动至b ~ 0.4-0.5。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.01427,
  title  = {Turbulence driving in a star-forming Milky-Way-type galaxy},
  author = {Isabella A. Gerrard and Christoph Federrath},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.01427},
  year   = {2026}
}

备注

12 pages, 10 figures, MNRAS, in press