Kompaneets Model Fitting of the Orion-Eridanus Superbubble
来自OB星协的风和超新星在星际介质中产生了巨大的空洞，被称为超级气泡。猎户座分子云是最近的高质量恒星形成区域，并创造了一个高度拉长的，20度x45度的超级气泡。我们适合Kompaneets模型的猎户座波江座超级气泡，并发现一个模型的波江座一侧的超级气泡是面向远离太阳提供了一个边际拟合。因为这个模型需要一个非常小的scaleheight为40 pc，并有35度倾斜的超气泡从正常的银河平面，我们建议，这个模型应被视为一个通用的框架，模拟猎户座波江座超气泡，与次要的物理机制不包括在Kompaneets模型需要充分考虑的方向和伸长的超气泡。
2014-09-03 astro-ph.GA
Clustered Supernovae Drive Powerful Galactic Winds After Super-Bubble Breakout
我们使用三维流体动力学模拟的垂直分层补丁的星系盘，研究如何时空集群的超新星（SNe）增强的权力，银河风。随机分布在星系盘中的超新星驱动着低效的星系风，因为大多数超新星遗迹在爆发出星系盘之前就已经失去了辐射能量。考虑到大多数恒星的形成都是聚集在一起的这一事实，这一问题就更加复杂了。由星系团SNe的联合效应驱动的超级气泡传播得足够快，足以在星系团SNe停止之前很久就从星系盘中爆发出来。爆发后的辐射损失急剧减少，SNe释放的能量的很大一部分（$\gtrsim 0.2$）进入光晕，为强大的星系风提供动力。这些高能风能够提供强大的预防性反馈，并从星系中喷射出大量物质，其流出率与恒星形成率相当。风中的动量通量仅与SNe注入的动量通量相同，因为热气在对周围环境做显著的功之前就排出了。我们表明，我们的结论适用于一系列星系性质，无论是在本地宇宙（例如，M82）和高红移（例如，$z \sim 2$恒星形成星系）。我们进一步表明，如果形成星团的效率随着气体表面密度的增加而增加，如理论参数所建议的那样，星团驱动的超级气泡从星系盘中爆发的条件对应于星系风$\sim 0.03$ M $_\odot$年$^{-1}$千分之$^{-2}$的开始的阈值恒星形成率表面密度，观察到的顺序。
2018-07-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Stellar population of the superbubble N206 in the LMC II. Parameters of the OB and WR stars, and the total massive star feedback
早期型恒星的星团或星协通常与热气体的“超级气泡”有关。这种超级气泡的形成是由大质量恒星的反馈引起的。大麦云星云中的复合体N206显示出一个超级气泡和丰富的大质量恒星群。我们使用ESO-VLT的FLAMES多目标摄谱仪观察这些大质量恒星。还使用了HST、IUE和FUSE的可用UV光谱。光谱分析使用波茨坦沃尔夫-拉叶（PoWR）模型大气进行。本文给出了N206复合体中OB星和两个WR双星的星风参数。12%的样品显示Oe/Be型发射线，尽管它们中的大多数似乎远低于临界旋转。我们根据径向速度找到了八颗逃逸星。我们的OB样品的风-动量光度关系与预期一致。OB星的HRD揭示了一个大的年龄跨度（1-30百万年），表明在复杂的恒星形成的不同情节。最年轻的恒星集中在复杂的内部，而较老的OB星则分散在外部区域。我们推导出了整个N206复合体以及星系团NGC 2018的现今质量函数。在样本中的164颗OB星中，发现三颗质量很大的Of星占主导地位。两个WR风单独释放的机械光度与整个OB星样本一样多。来自所有大质量恒星风的累积机械反馈与可能发生在复合体中的超新星爆炸的组合机械能相当。考虑到WR风和超新星，过去500万年的机械输入为~ $2.3\times10^{52}$ erg，这超过了复合体目前的能量含量五倍以上。复合物的形态表明，热气体从超级气泡泄漏。
2018-03-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
In a hot bubble: why does superbubble feedback work, but isolated supernovae do not?
使用理想化的1-D欧拉流体动力学模拟，我们对比孤立的超新星的行为与多个，并置超新星驱动的超级气泡。连续的能量注入通过连续的超新星在热/稀泡内爆炸，保持了强烈的终止激波。这种强烈的冲击使超级气泡保持超压，并在外部冲击变得具有辐射性之后驱动外部冲击。与此相反，孤立的超新星，没有进一步的能量注入，变得辐射相当早（$\lesssim 0.1$百万年，10秒pc），并停止在尺度$\lesssim 100$ pc。我们发现，孤立的超新星失去了几乎所有的机械能的百万年，但超级气泡可以保留高达$\sim 40\%$的输入能量的形式机械能在整个星团的寿命（几十亿年）。这些结论甚至在存在真实的磁场和热传导的情况下也成立。我们还比较了各种食谱实施超新星反馈的数值模拟。对于各种反馈处方，我们得出的空间尺度下，能量需要存放它耦合到星际介质（ISM）。我们发现，一个稳定的热风内的超级气泡出现只有大量的超新星（$\gtrsim 10^4$）。对于较小的星系团，我们预计会有多个内部激波，而不是平滑、密集的热化风。
2014-10-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmological Galaxy Evolution with Superbubble Feedback II: The Limits of Supernovae
我们探索超新星何时可以（不能）调节恒星的形成和星系的基础上的样本18个模拟星系的隆起的增长。模拟包括关键物理，如蒸发和传导，在以前的工作中被忽视，并需要正确建模由恒星反馈产生的超级气泡。我们表明，对于具有维里质量$>10^{12}\;M_\odot$的星系，超新星本身不能阻止过多的恒星形成。这种故障是由于银河风的关闭而发生的，风的质量载荷从$η\sim10$下降到$η<1$。在更大质量的系统中，这种重子向环星系介质的转移在早期就开始动摇，星系与观测到的星系标度关系和形态显著不同。效率降低仅仅是由于防止气体逸出的加深的潜在井。这意味着非超新星反馈机制必须成为主导的星系与恒星质量大于$\sim4\times10^{10}\;M_\odot$。与黑洞增长密切相关的中央恒星核球的失控增长表明，来自活动星系核的反馈是可能的机制。在这个质量以下，超新星本身就能够产生真实的恒星质量分数，恒星形成历史和圆盘形态。
2016-04-29 astro-ph.GA
Superbubbles in the Multiphase ISM and the Loading of Galactic Winds
我们使用数值模拟来分析超气泡（SB）的演化和属性，由多个超新星（SNe），传播到两相（暖/冷），多云星际介质（ISM）。我们考虑平均背景密度n_avg=0.1-10 cm^{-3}的范围和SNe dt_sn=0.01- 100万年的间隔，并跟踪每个SB直到半径达到（1-2）H，其中H是ISM盘的特征厚度。除了嵌入的稠密云，每个SB都是热的，直到时间t_sf，m，当外部锋的冲击暖气体冷却并形成过密壳。随后，SB内部的扩散气体保持在T_h 10^6- 10^7 K，膨胀速度v_h约为10^2- 10^3 km/s（在低dt_sn时均为最高）。在晚期，暖壳层气体的速度为几十到~ 100 km/s。虽然壳层速度太低，无法从大质量星系中逃逸，但它们足够高，可以从矮星中移除大量质量。密集的云也被加速，达到几到几十公里/秒。我们测量了每个SN的热气体质量M_h/N_SN和每个SN的气泡总径向动量p_b/N_SN。在t_sf，m之后，M_h/N_SN为10-100M_sun（低n_avg时最高），而p_b/N_SN为0.7- 3 × 10^5M_sun km/s（高dt_sn时最高）。如果大质量星系中的星系风被SBs中的热气所加载，我们得出结论，质量损失率通常低于恒星形成率。只有当SN的节奏比星系盘中的典型情况高得多时，就像核星爆可能发生的那样，SB才能在高温时爆发，并排出高达10倍于恒星中锁定的…
2016-10-10 astro-ph.GA
Feedback by massive stars and the emergence of superbubbles I. Energy efficiency & Vishniac instabilities
采用标准ISM热力学（光学薄辐射冷却和光电加热）和时间相关的能量和质量输入，根据恒星演化轨迹，通过三维流体动力学模拟，研究了密度为10 mp /ccm的均匀背景介质中三颗恒星（25、32和60 M \odot）的孤立和合并星际气泡的演化.我们改变了三颗恒星相对于彼此的位置，以比较孤立，合并和最初的同空间气泡的情况下的能量响应。主要由于Vishniac不稳定性，我们模拟的气泡发展厚壳和柱状密度的非线性内部结构。壳宽达到外气泡半径的百分之几十，这与观测结果相比是有利的。在ISM中，更多的能量被保留在更紧密的群体中，最多可达三倍，通常在第一颗超新星爆发后的中间时间为两倍。一旦超级气泡形成，所包含恒星的不同位置对能量轨迹的影响很小。对于我们的三颗大质量恒星的情况，恒星之间的距离达到约30 pc时，能量沉积变化很小。超新星注入的能量在大约100万年的时间尺度上完全消散在超级气泡中，随着爆炸时超级气泡的大小略有增加。Vishniac不稳定性可能是导致星际气泡壳层变宽的原因。大质量恒星风在能量上是重要的，因为它们-从长远来看-更有效，稳定的能量注入，因为它们疏散了大质量恒星周围的空间。对于更大规模的模拟，紧密的恒星群或星团的反馈效应可以被归入一个有效的能量输入，而能量精度的损失微不足道。
2012-12-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
How radiation affects superbubbles: Through momentum injection in early phase and photo-heating thereafter
来自大质量星团的高能风和辐射推动周围的气体，在星际介质（ISM）中吹出超级气泡。利用一维流体动力学模拟，我们研究了辐射在质量为$10^{6}$ M $_{\odot}$的年轻星团驱动的超气泡动力学中的作用。我们已经考虑了一个现实的时间演化的机械功率以及辐射功率的星团，和详细的加热和冷却过程。我们发现壳体上的辐射压力（激波ISM）与激波风区的热压力（$\sim10^{7}$ K）之比几乎与环境密度无关，在$\lesssim 1$ Myr之前大于1。研究了环境介质密度和尘埃不透明度的参数空间，发现热气体（$\sim$ 10 $^{7}$ K）腔的大小对尘埃不透明度（$σ_{d}\approx(0.1-1.5)\times 10^{-21}$ cm $^{2}$）不敏感，而光电离气体（$\sim10^4$ K）的结构则依赖于尘埃不透明度，大部分辐射损失发生在$\sim10^{4}$ K处，次优势损失发生在$\lesssim 10^3$ K和$\sim10^{6}-10^{8}$ K处.对于$10^{3}\,m{\rm_{H}\,cm^{-3}}$的环境密度，超级气泡可以保持高达$\sim 10\%$的输入能量。我们讨论了电离参数和复合平均密度在理解占主导地位的反馈机制的作用。最后，我们比较了我们的结果与30剑鱼的观测。
2016-08-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Lack of thermal energy in superbubbles: hint of cosmic rays?
采用解析方法和$1$双流体模拟，研究了宇宙射线（CR）对OB星协中由多颗超新星（SNe）/星风驱动的星际超气泡（ISB）动力学的影响.除了CR平流和扩散，我们的模型还包括热传导和辐射冷却。我们发现，CR注入在反向冲击或在一个中央风驱动区域可以影响ISBs的热剖面，因此它们的X射线特性。即使总机械功率的一小部分（$10-20\%$）被注入到CR中，反向冲击时的冲压压力的显著部分也可以被传递到CR。如果（1）反向激波气体马赫数超过临界值（$M_{\rm th}\gtrsim 12$）和（2）CR加速时间尺度$τ_{\rm acc}\sim κ_{\rm cr}/v^2$短于动力学时间，则能量传递变得有效，其中$κ_{\rm cr}$是CR扩散常数，$v$是上游速度。我们表明，CR影响的气泡可以表现出体积平均热气温度$1-5\times10^{6}$ K，低于一个因素的$2-10$比没有CR。因此，CR可以潜在地解决长期存在的问题，观察到的低ISB温度。
2017-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic outflows and the chemical evolution of dwarf galaxies
矮星系中的星系风是由超新星爆炸释放的能量驱动的，恒星形成后的恒星风产生了一个超压的热气腔。虽然恒星形成阶段的光度和星系的质量在决定星系风的发生和新产生的金属的命运方面起着关键作用，但其他参数也起着同样重要的作用。在这方面的贡献，我们解决了以下问题：（一）什么是超级气泡的后期演变和超级气泡腔的最终命运是什么？(ii)ISM的多相性，特别是热气体与嵌入云的共存，如何影响星系风的发展？(iii)星系的扁平化和两极星系风的发展之间有什么关系？
2009-01-14 astro-ph.GA
Superbubble evolution in disk galaxies, I. Study of blow-out by analytical models
星系风是本宇宙中星暴星系和高红移星系中的一种常见现象。它们的来源是由恒星形成区域连续的超新星爆炸驱动的超级气泡，在星际介质中挖出大洞，将热的富含金属的气体喷射到晕和银河系附近。我们研究了指数分层圆盘中超气泡的演化。我们提出了先进的分析模型，这种泡沫的膨胀，并计算其在空间和时间的演变。有了这些模型，人们可以得到的能量输入，需要吹出的超级气泡进入晕，并得出破碎的壳，因为瑞利-泰勒不稳定性发展后不久，气泡开始加速进入晕。为了解析地计算气泡的速度和加速度，对Kompaneets近似进行了修正。我们的新模型不同于以前的模型，因为它第一次提出了一个分析计算的指数密度分布驱动的随时间变化的能量输入率的超级气泡的膨胀。利用主序寿命和初始质量函数模拟了OB星超新星爆发的时间序列。我们计算了由三种不同的能量输入提供动力的超气泡的形态和运动学，并推导出吹出所需的能量输入作为周围星际介质的密度和尺度高度的函数。计算壳体中的瑞利-泰勒不稳定性时间尺度，以估计壳体何时开始碎裂并最终破裂。分析模型是一种非常有效的工具，可以与观测结果进行比较，例如本文讨论的局部气泡和W 4气泡，并且还可以深入了解超级气泡演化的动力学。
2014-02-02 astro-ph.GA
Evolution and distribution of superbubbles in simulated Milky Way-like galaxies
本研究利用高分辨率模拟系统研究了类银河系星系中超级气泡的演化与分布，发现其尺寸呈双峰分布且性质对亚网格模型敏感，可用于约束星系形成模型。
2024-03-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraints on galactic wind models
观测的影响来自两个标准模型的超新星驱动的星系风：一个自由膨胀的稳态风和风来源于一个自相似膨胀的超级气泡，包括热传导。结果表明，对于稳定状态的风，匹配测量的软X射线光度和恒星形成率的星暴星系之间的相关性相当于产生一个缩放的风质量负载因子相对于恒星形成率为0.5 - 3，在协议的量推断从金属吸收线测量。这种匹配要求渐近风速v_inf与恒星形成率SFR（以太阳质量/年为单位）成比例，近似为v_inf ~（700 - 1000）km/s SFR^{1/6}。相应的质量注入率接近于银河系圆盘中超级气泡壁的热蒸发自然提供的量，这表明热蒸发可能是质量加载的主要来源。然而，单独从银盘内的热蒸发预测的质量负荷因子要小一些，为0.2 - 2，因此可能需要云消融或蒸发的进一步贡献。这两个模型可以解释1.4GHz的光度未解决的射电源在星爆星系的相对论电子分布的合理参数描述。进一步的观察测试，以区分模型的建议。
2016-04-19 astro-ph.GA
The baryon cycle of Seven Dwarfs with superbubble feedback
我们提出了一个高分辨率，宇宙学，$Λ$ CDM模拟的一组场矮星系的“超级气泡”模型的集群SN反馈，占热传导和冷气体蒸发的结果。除了SN反馈之外，初始条件和星系形成物理学与Shen et al.（2014）相同。模拟的发光星系有蓝色的颜色，低恒星形成效率和金属丰度，和高冷气含量，再现了观测到的本地体积中的矮星系的标度关系。爆发的恒星形成历史和超气泡驱动的外流导致形成千帕秒速大小的DM核心时，恒星质量达到$M_{*} > 10^6$ $M_{\odot}$，类似于以前的研究结果。然而，超级气泡模型似乎更有效地破坏DM尖比以前采用的“冲击波”模型，反映了更高的耦合效率的SN能量与ISM。在更大的尺度上，超级气泡驱动的外流具有更温和的影响：星系具有更高的气体含量，更多的扩展恒星盘，以及CGM中更小的金属富集区域。在Shen et al.（2014）中形成超微弱矮星系的两个具有$M_{vir} \sim 10^9$ $M_{\odot}$的晕，由于来自两个附近发光星系的富含金属的星系风的不同影响而保持黑暗。H I、Si II、C IV和O VI的柱密度分布与孤立矮星周围的CGM观测结果一致。虽然H I是普遍存在的，在CGM内具有统一的覆盖分数，但Si II和C IV的扩展较少。OVI更长，但其质量仅为CGM总氧预算的11%，因为漫射CGM被UVB高度电离。超气泡反馈产生的C IV和O VI的…
2020-09-14 astro-ph.GA
Evolution of clustered supernovae
利用三维流体动力学模拟方法，研究了星团中孤立超新星（SNe）遗迹合并演化为集体超气泡的过程。我们特别关注的过渡阶段时，孤立的SNe残余逐渐结合，形成一个超级泡沫。我们发现，当SN率高（$ν_{\rm sn}\sim 10^{-9}$ pc $^{-3}$ yr $^{-1}$）时，合并阶段持续$\sim 10^4$ yr，$n=1\hbox{--}10$ cm $^{-3}$，而对于较低的SN率（$ν_{\rm sn}\le 10^{-10}$ pc $^{-3}$ yr $^{-1}$），合并阶段持续更长的时间（$\sim 0.1$ Myr或更长）。在这个过渡阶段，不断增长的超级气泡充满了致密而凉爽的外壳碎片，大部分能量在合并过程中被辐射出去。在通过中间阶段后，超级气泡最终停留在一个新的幂律风渐近线上，这个渐近线比连续风模型中估计的要小。这导致对供给气泡所需的机械光度的显著（超过{ \it几次}）低估。我们确定了X射线和H $α$的表面亮度作为时间的函数，这样的合并SNe在一个恒星星团，发现具有高SN率的集群发光主要在软X射线和H $α$。特别地，体积平均H $α$与H $β$比率的低值及其大的扩展可以是合并SNe的过渡阶段的良好指示。
2017-03-21 astro-ph.GA
Feedback by massive stars and the emergence of superbubbles II. X-ray properties
在以前的论文中，我们研究了大质量恒星的能量转移到星际介质作为时间的函数和三个大质量恒星的几何配置通过3D网格细化流体动力学模拟，以下的大质量恒星及其超新星的完整演化，除了非热过程。我们分析了我们的ISM模拟结果的帮助下，等离子体温度在0.1和10千电子伏之间的光谱和计算的光谱演化和时空分布的热气体。结果尽管有大量来自超新星和快速恒星风的高温气体输入，但由此产生的热X射线光谱通常非常柔和，大部分辐射远低于1 keV。我们表明，这是由于混合触发解决流体动力学不稳定性。超新星能使超泡的X射线亮度提高1-2个数量级，时间跨度约为0.1百万年;如果超新星发生在较大的超泡中，时间会更长，而在较高的能带中时间会更短。峰值超气泡亮度的数量级为10^{36} erg/s的再现良好。X射线亮度的强烈衰减是由于气泡膨胀，流体动力学不稳定性与超级气泡外壳的加速有关，这要归功于突然的能量输入，以及随后的混合。我们还发现了我们模拟的超级气泡的全球振荡，这产生了X射线光谱的空间变化，类似于我们在猎户座-波江座腔中看到的。我们计算了以X射线形式发射的能量的比例，发现其值为10^{-4}的几倍，比附近星系的测量值低约10倍。
2014-04-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic wind X-ray heating of the intergalactic medium during the Epoch of Reionization
本文计算了再电离期（EoR）星系风的漫射软X射线发射率。我们考虑两个分析模型，压力驱动的风和超级气泡模型，和3D宇宙学模拟，包括气体动力学的第一个十亿年（FiBY）项目。分析模型被归一化以匹配附近宇宙中恒星形成星系的漫射X射线发射率。宇宙学模拟使用物理激发的恒星形成和风的处方，并包括辐射转移校正。所有的模型和模拟都被发现产生足够的加热的星系际介质可检测的当前和计划的无线电设施通过21厘米测量EoR。虽然分析模型预测相对于$z_{\rm trans} \simeq 8 - 10$设置的宇宙微波背景的21厘米发射信号，但FiBY模拟中的预测信号在再电离完成之前仍处于吸收状态。21 cm吸收差亮度温度达到最小值$ΔT \simeq -130$至$-200$ mK，具体取决于型号。允许来自高质量X射线双星的额外热量将跃迁推到发射到$z_{\rm trans} \simeq 10 - 12$，较浅的吸收特征具有最小值$ΔT \simeq -110$到$-140$ mK。21厘米的信号可能是区分风模型的一种手段，超级气泡模型有利于更早的再加热。虽然早期的发射转变可能表明X射线双星主导了再加热，但早在$z_{\rm trans} > 12$就向发射转变则表明存在额外的热源。
2017-08-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
How multiple supernovae overlap to form superbubbles
我们探讨了在均匀介质中通过多颗超新星（SNe）的能量沉积形成超级气泡。我们使用总能量守恒，3-D流体动力学模拟研究如何SNe相关的空间和时间创造超级气泡。当孤立的SNe由于辐射损失而被$\sim 1$ Myr完全熄灭时，对于实际的团簇大小，后续的SNe很可能在热/稀气泡内熄灭并维持激波直到团簇寿命。对于现实的集群大小，我们发现，只有当，对于一个给定的$n_{g0}$，$N_{\rm OB}$是足够大的气泡保持过压。虽然大部分输入能量仍然以辐射方式损失，但对于ISM密度$n_{g0} \approx 1$ cm $^{-3}$，超级气泡可以以动能+热能的形式保留高达$\sim 5-10\%$的输入能量，直到1000万年。我们发现，机械效率降低较高的密度（$η_{\rm mech} \propto n_{g0}^{-2/3}$）。我们比较了模拟超壳的半径和速度与观察和经典绝热模型。我们的模拟结果表明，超气泡保留只有$\lesssim 10\%$的注入能量，从而解释了观察到的超壳的尺寸较小，膨胀较慢。我们还证实，一个足够大的（$\gtrsim 10^4$）的SNe的数量需要去，以创造一个稳定的风与稳定的终止冲击内的超级气泡。我们表明，机械效率随着分辨率的增加而增加，并且需要显式扩散来获得收敛的结果。
2017-06-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Discovery of spectacular quasar-driven superbubbles in red quasars
研究利用 Gemini IFU 在三个 z~0.4 的红色类星体周围发现直径约20 kpc、速度差达1200 km/s的成对超级气泡，为类星体驱动的星系级外流及其突破阶段提供证据。
2023-07-12 astro-ph.GA
Exploring the Dust Content of Galactic Winds with Herschel. I. NGC 4631
我们提出了一个详细的分析，深远红外观测附近的边缘上的恒星形成星系NGC 4631获得的赫歇尔空间天文台。我们的PACS图像在70和160微米显示了丰富的复杂的细丝和烟囱状的功能，延伸到6千秒差距以上的星系平面的投影距离。PACS的特征通常与在该星系中观察到的面外Halpha、射电连续谱和软X射线特征相匹配，表明该星系存在由恒星形成调节的紧密盘晕连接。另一方面，在SPIRE 250，350和500微米数据中检测到的较大尺度的较冷尘埃成分的形态与先前在NGC 4631中报告的平面外H~I流相匹配，并表明潮汐起源。PACS 70/160比率在该星系核上方的中央~3.0 kpc区域（“超级气泡”）升高。逐像素分析显示，该区域的尘埃具有更高的温度和/或具有更陡光谱指数（β> 2）的发射率，这可能是超级气泡中更恶劣环境的结果。盘中的恒星形成似乎在能量上不足以将物质从盘中提升出来，除非它在过去更活跃，或者超级气泡区域的尘埃与气体的比率高于银河系的值。光环中的一些尘埃也可能是从附近的同伴那里被潮汐剥离的，或者是通过星系间的相互作用从盘中被提起的。
2015-02-26 astro-ph.GA
The "bubbly" interstellar medium as origin for the inhomogeneous internal metallicity distributions in large disk galaxies
The University of Melbourne（墨尔本大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
该研究提出，大盘状星系内部不均匀的金属licity分布源于超新星产生的金属富集气体气泡，揭示了恒星形成在大尺度上稳定但在小尺度上具有爆发性。
2026-02-11 astro-ph.GA
Quantifying the energy balance between the turbulent ionised gas and young stars
本研究通过PHANGS-MUSE数据量化了19个星系中电离气体动能与恒星反馈机械能的关系，发现耦合效率为10-20%，并指出超新星前反馈的必要性及超级气泡边缘的恒星形成触发迹象。
2023-08-17 astro-ph.GA
How Supernovae Launch Galactic Winds
我们使用理想化的三维流体动力学模拟的全球星系盘研究发射的星系风超新星（SNe）。模拟解决了大多数超新星遗迹（SNRs）的冷却半径，从而自洽地捕捉SNe如何驱动星系风。我们发现，SNe发射高度超音速风的属性，同意合理以及从分析模型的期望。在我们的模拟风的能量负载（$η_E = \dot{E}_{\rm wind} / \dot{E}_{\rm SN}$）收敛与空间分辨率，而风质量负载（$η_M = \dot{M}_{\rm wind} / \dot{M}_\star$）减少与分辨率在我们实现的分辨率。我们提出了一个简单的分析模型的基础上的概念，即信噪比与冷却半径大于当地规模的高度突破的光盘和电源的风。这个模型成功地解释了$η_E$（并通过扩展$η_M$）对气体表面密度、恒星形成效率、盘半径和SNe聚集的依赖性（或缺乏依赖性）。我们大多数模拟中的风都比现实中预期的要弱，这可能是因为我们优先在密度峰值处播种SNe。在时间和空间上聚集SNe实质上增加了风力。
2017-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploring the Dust Content of Galactic Halos with Herschel III. NGC 891
我们目前的深远红外观测附近的边缘星系NGC 891获得的赫歇尔空间天文台和斯皮策太空望远镜。这些地图证实了检测到来自内环星系介质（晕）的热发射，并在空间上解析了尘埃超级气泡和尘埃刺（暗条）。尘埃的晕成分的温度低于盘的温度，但在直径约8.0 kpc的区域内增加，从盘的一侧垂直延伸至少7.7 kpc，我们称之为超级气泡，因为它与热X射线发射和同步加速器尺度高度的最小值有关。这种外流正在突破厚盘并发展成星系风，这是特别令人感兴趣的，因为NGC 891不被认为是星暴星系;恒星形成率表面密度为0.03 Msun/年每平方千秒差距，气体分数仅为10%，表明风形成的阈值低于以前的工作。我们的结论是，恒星形成的表面密度是足够的超级气泡井喷到晕，但宇宙射线电子可能发挥关键作用，在确定这种流出发展成一个喷泉或逃离引力势。尘埃突中的高尘埃-气体比表明，这些物质是通过微晕与NGC 891的盘碰撞而被拉出NGC 891的。我们的结论是，NGC 891提供了一个例子，反馈和卫星相互作用的尘埃运输到一个典型的星系晕。
2020-12-16 astro-ph.GA
Physical Origins of Outflowing Cold Clouds in Local Star-forming Dwarf Galaxies
本文利用Keck/ESI数据研究14个低红移矮星系中的冷气体流出，提出宽成分源于超级气泡壳层、极宽成分源于星系风的新解释，并发现9个星系存在与AGN风相当的极端流出。
2024-12-06 astro-ph.GA
Observational constraints on stellar feedback in dwarf galaxies
电离辐射、恒星风和超新星对星际介质的反馈是调节星系中恒星形成的核心。由于矮星系的质量较低（$M_{*} < 10^{9}$ \，M $_\odot$），它们特别容易受到这种过程的影响，使它们成为研究反馈的详细物理学的理想场所。从这个角度来看，我们总结了来自恒星形成区域反馈的最新观测证据，以及这如何推动“超级气泡”和星系风的形成。我们讨论了外部电离辐射的重要作用-“再电离”-最小的星系。并且，我们讨论的观测证据表明，这种反馈直接影响星系的性质，如恒星形成的历史，金属含量，颜色，大小，形态，甚至其内部的暗物质密度。最后，我们展望了未来，总结了关键的问题，仍然没有答案，并列出了一些悬而未决的挑战星系形成理论。
2022-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Clumpy high-z galaxies as a testbed for feedback-regulated galaxy formation
利用有限质量模式下的GASOLINE2 SPH程序和拉格朗日无网格程序GIZMO，研究了$z > 1$大质量富气星系盘碎裂对反馈模型和流体动力学方法的依赖性。我们比较非宇宙学星系盘运行与标准的冲击波超新星（SN）的反馈，它引入延迟冷却，以驱动风，并运行与新的超级气泡SN反馈，自然产生风的详细物理建模SN驱动的气泡，并导致有效的自我调节的恒星形成。我们发现，与冲击波反馈，大质量的恒星形成团块的形式在可比的数量和非常相似的质量在GASOLINE2和GIZMO。典型的质量在$10^7-10^8 M_{\odot}$范围内，比以前的大多数作品都要低，而质量超过$10^9 M_{\odot}$的巨型团块非常罕见。相反，在超级气泡反馈的情况下，大质量的束缚恒星形成团块不会形成，因为星系从来没有经历过剧烈的盘不稳定阶段。只有零星的，未束缚的恒星形成超密度持续只有几十万年的可能出现，这是由大质量的卫星同伴的扰动触发的。我们的结论是，有一个严重的紧张局势之间的解释，在$z > 1$观察到的大质量恒星形成团块主要是由于磁盘碎片驱动的引力不稳定性和反馈调节星系形成的流行观点。因此，盘稳定性和恒星形成效率之间的联系应该被视为星系形成理论的一个关键试验场。
2016-06-21 astro-ph.GA
Cloud Atlas: Navigating the Multiphase Landscape of Tempestuous Galactic Winds
本文通过三维磁流体高盒模拟研究超新星驱动星系风中冷云的起源与性质，并用湍流辐射混合层理论解释其增长。
2023-12-07 astro-ph.GA
Revisiting the Galactic Winds in M82 I: the recent starburst and launch of outflow in simulations
Sun Yat-Sen University（中山大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
该研究通过水动力学模拟重新审视M82的银河风，发现恒星反馈和气体回流对恒星burst和出流有显著影响，但冷气体出流速率和速度低于观测值，超新星反馈是主要驱动因素。
2026-01-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Supernova-driven winds in simulated dwarf galaxies
我们调查的星系风驱动的超新星（SN）爆炸在一个孤立的矮星系使用高分辨率（粒子质量$m_{\rm gas} = 1{\rm M_\odot}$，邻居$N_{\rm ngb} = 100$的数量）平滑粒子流体动力学模拟，包括非平衡冷却和化学，个别恒星形成，恒星反馈和金属富集。膨胀的SNe导致超级气泡的形成，这些超级气泡从圆盘中破裂并排出热气，从而引发风。我们发现的风比宇宙学模拟在这个质量尺度上通常采用的风要弱得多。在维里半径处，质量、动量和能量的时均加载因子分别为3、1和0.05，金属富集因子为1.5。逃离光环的风由两种不同的发射温度组成。热气体在发射时获得足够的动能以逃逸，而热气体则不能。然而，热气体可以通过随后发射的热气体的冲压压力进一步加速并最终逃逸。不同温度阶段之间的强相互作用突出了基于其局部条件（例如伯努利参数）将暖气体的性质外推到大距离的警告。我们的收敛性研究发现，当单个SNe的冷却质量被解析时，风的性质收敛，这对应于$m_{\rm gas}=5 {\rm M_\odot}$与$500 {\rm M_\odot}$的注入质量。一旦超新星消失，风就会急剧减弱。我们证明，注入终端动量的SNe，一个流行的亚网格模型在文献中，未能捕获SN风，无论列入剩余热能。
2018-11-27 astro-ph.GA
Numerical Simulations of Multiphase Winds and Fountains from Star-Forming Galactic Disks: I. Solar Neighborhood TIGRESS Model
在星系演化过程中，超新星反馈作用从星系盘吹走的气体起着关键作用。我们调查外流利用我们的高分辨率，本地星系盘模拟套件，TIGRESS的太阳邻域模型。在我们的数值实现中，恒星形成和SN反馈的自洽处理和解决多相，湍流，磁化星际介质。恒星形成的爆发会产生时空相关的SNe，驱动强烈的外流，包括热（T>5x10^5K）风和暖（5050 K < T < 2x10^4K）喷泉。在距离中平面d> 1 kpc处，热气体的质量通量和能量通量几乎与d保持恒定。热流逃逸出我们当地的笛卡尔盒子，几乎不受重力的影响，预计会加速到v_wind~350- 500 km/s的终极速度。热风的平均质量和能量负荷因子分别为0.1和0.02。对于温暖的气体，通过d= 1 kpc的平均向外质量通量与平均恒星形成速率相当，但只有一小部分气体的速度大于50 km/s。因此，温暖的流出最终会回落为流入。暖喷泉流是由d<1 kpc时膨胀的热超气泡产生的;在较大的d时，冲压压力加速和冷却都不会将大量的动量或能量通量从热风转移到暖外流。在发射附近的速度分布d~ 1 kpc更好地代表温暖的外流比一个单一的质量加载因子，可能使亚网格模型的发展在任意大尺度银河系的潜力温暖的星系风。
2018-01-11 astro-ph.GA
The Energy and Dynamics of Trapped Radiative Feedback with Stellar Winds
本研究通过三维辐射磁流体动力学模拟，探究恒星风对H ii区的非线性影响，揭示了风泡俘获辐射、能量混合损失及“热香槟”等新现象，完善了恒星反馈机制的相关认知。
2024-02-01 astro-ph.GA
Realistic modeling of wind and supernovae shocks in star clusters: addressing ${\rm ^{22}Ne/^{20}Ne}$ and other problems in Galactic cosmic rays
宇宙线（CR）源在CR的同位素丰度中留下签名。目前的银河系CRs模型认为超新星（SNe）冲击作为粒子加速的主要场所，不能令人满意地解释较高的${\rm ^{22}Ne/^{20}Ne}$比CRs相比，星际介质。虽然已经调用了来自大质量恒星的恒星风，但它们相对于SNe喷出物的贡献一直被视为自由参数。在这里，我们提出了一个理论计算的相对贡献的风终止冲击（WTS）和SNe冲击的超级气泡，基于流体动力学的风在集群中，标准的恒星质量函数，恒星演化理论。我们发现，WTS对总CR生产的贡献至少是$25\%$，这上升到$\gtrsim 50\%$年轻（$\lesssim 10$ Myr）集群，并解释了观察到的$^{22}{\rm Ne}/^{20} {\rm Ne}$比。我们认为，由于显然孤立的超新星遗迹（SNRs）的祖先出生在大规模的星团，无论是WTS和SNe冲击可以集成到一个组合的情况下，CR被加速在大规模的集群。这种情况是一致的观测比率的SNRs $γ$ -射线亮（$L_γ\gtrsim 10^{35}$ erg s $^{-1}$）星团，作为预测的星团质量函数。此外，WTS可以将CR加速到PeV能量，并解决CR加速标准超新星范式的其他长期问题。
2019-10-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
How interacting winds shape the mechanical feedback of massive star clusters over millions of years
Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）
研究通过模拟恒星风在超星团空洞中的相互作用，揭示了风终止激波的结构和性质，展示了如何通过调整初始条件以减少计算成本模拟不同年龄的恒星团。
2026-03-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
