Simple Yet Powerful: Hot Galactic Outflows Driven by Supernovae
超新星(SNe)驱动多相的星系外流,影响星系的形成;然而,宇宙学模拟大多使用\textit{ad hoc}反馈模型的外流,使流出相关的预测从第一原理的问题。最近的小盒子模拟解决个别SNe残留在星际介质(ISM),自然驱动外流,并允许确定风的能量加载因子$η_E$,质量$η_m$,和金属$η_Z$。在这封信中,我们汇编了小盒子的结果,并发现热流出比冷流出更强大的共识:(i)热流出通常主导能量通量,(ii)它们的比能$e_{s,h}$比冷流出高10-1000倍。此外,热外流的性质非常简单:$e_{s,h} \propto η_{E,h}/η_{m,h}$在恒星形成表面密度的四个数量级上几乎不变。此外,我们初步发现,$η_{E,h}/η_{Z,h} \sim$ 0.5。如果通过更多的模拟数据证实,这些相关性将三个热相负载因子减少为一个。最后,这一个参数与ISM是否具有“突破”条件密切相关。\esh \的窄范围表明热流出不能以log $M_{\rm{halo}}\ [M_\odot] \gtrsim 12$逃离暗物质晕。这个质量也是星系质量-金属丰度关系达到其平台的地方,这意味着\textit{hot}流出和星系形成之间有着深刻的联系。我们认为,热外流应明确包括在宇宙学模拟和(半)星系形成的分析建模。
2020-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
The AGNIFS survey: spatially resolved observations of hot molecular and ionised outflows in nearby active galaxies
利用Gemini近红外场光谱仪(NIFS)K波段观测到的H $_2 2.1218 μ$ m和Br $γ$发射线,研究了33个邻近($0.001\lesssim z\lesssim0.056$)X射线选择活动星系的热分子和热电离气体运动学。观测覆盖了活动星系核内部0.04 $-$ 2 kpc,空间分辨率为4 $-$ 250 pc,速度分辨率为$σ_{\rm inst}\approx$ 20 ${\rm km s^{-1}}$ .我们发现,31个物体(94%)呈现出在电离气体中观察到的运动学扰动区域(KDR),而在25个星系(76%)的热分子气体中观察到这些区域。我们解释的KDR是由于流出的质量为10 $^2-$ 10 $^7$ M $_\odot$和10 $^0-$ 10 $^4$ M $_\odot$的电离和热分子气体,分别。质量流出率的范围($\dot{M}_{\rm out}$)和动能流出物的($\dot{E}_{\rm K}$)为10 $^{-3}-$ 10 $^{1}$ M $_\odot$ yr $^{-1}$和电离气体流出物的$\sim$ 10 $^{37}$ $-$ 10 $^{43}$ erg s $^{-1}$,热分子为10 $^{-5}$ $-$ 10 $^{-2}$ M $_\odot$ yr $^{-1}$和10 $^{35}$ $-$ 10 $^{39}$…
2023-03-14 astro-ph.GA
Modeling Multiphase Galactic Outflows: A Multifluid Moving Mesh Approach
Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP)(波茨坦莱布尼茨天体物理研究所)
本文提出一种多流体移动网格方法,用于高效模拟多相银河喷流,通过分析拖拽和混合项模拟冷相与热相的相互作用,揭示喷流形成机制及混合强度对喷流特性的影响。
2025-08-23 astro-ph.GA
IRAS 22198+6336: Discovery of an Intermediate-Mass Hot Core
我们提出了新的SMA和PdBI观测的中等质量的对象IRAS 22198+6336毫米连续和几个分子线过渡。毫米连续辐射揭示了一个强大而紧凑的源,质量约为5兆太阳,具有0级物体的特性。一氧化碳排放显示出外流的四极形态集中在尘埃凝结的位置。CO流出排放似乎来自两个不同的流出,其中之一与SiO流出排放。一个大的一组分子线已被检测到向一个紧凑的致密的核心清楚地符合紧凑毫米源,并显示出垂直于流出跟踪CO和SiO的速度梯度。CH $_3$ CN和CH $_3$ OH(100-150 K)的丰富的化学光谱和旋转温度表明IRAS 22198+6336是目前已知的少数几个中等质量的热核之一。
2010-07-31 astro-ph.GA
The in situ formation of molecular and warm ionised gas triggered by hot outflows
分子外流有助于恒星形成星系的物质循环,现在在低和高红移的小型和大型系统中观察到。它们的物理起源尚不清楚。在大多数理论研究中,恒星形成过程中只产生从星际介质流出的温暖的电离/中性和热气体。我们调查的现场H $_2$形成的情况下,在外流使用高分辨率的模拟,包括非平衡化学和自重,湍流,温暖,原子云密度为0.1,0.5和$1\,\mathrm{cm}^{-3}$暴露在磁化热风。对于云密度$\gtrsim 0.5\,\mathrm{cm}^{-3}$,磁化风在云消散之前触发H $_2$形成。在$\sim 10\,\mathrm{Myr}$时间尺度上,初始云质量的3%可以变成分子。对于具有垂直$B$场和中等密度云($n_\mathrm{c}\sim 0.5\,\mathrm{cm}^{-3}$)的风,这种效应更强.在这里,H $_2$的形成可以提高到一个数量级相比,孤立的冷却云独立的自重力。自重力使致密云在它们的$\sim 15\,\mathrm{Myr}$云破碎时间尺度之后得以保存。该模型可以为观测到的分子气体提供一个合理的原位起源。温暖的电离气体也会产生,几乎与云的密度无关。该量仅取决于风中的磁场配置。对于低密度云($0.1\,\mathrm{cm}^{-3}$),形成的温暖电离气体可以高达最初原子云质量的60%。这可能有助于观察与电离气体敏感示踪剂的外流。
2021-05-27 astro-ph.GA
The Physical Nature of Starburst-Driven Galactic Outflows
我们提出的第四个Cholla银河系外流模拟套件(CGOLS)。使用一个物理激励的处方群集超新星反馈,我们成功地驱动多相流出盘星系。在一个相对较大的域($20\,\mathrm{kpc}$)的高分辨率($< 5\,\mathrm{pc}$),使我们能够捕捉到的流体动力学混合和动力学之间的相互作用的热和冷($T \sim 10^4\,\mathrm{K}$)相流出,这反过来又导致了直接的证据,一个新的机制冷气体加速银河风。我们发现,从热相到冷相的动量的混合加速冷气体$800\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$的kpc尺度,与冲压压力加速或从热相与散装冷却的物理模型不一致的属性。混合过程也影响热相,从径向超音速流的预期修改其温度、密度和速度的径向分布。这一机制为在星暴和高红移星系光谱中经常观测到的高速、蓝移、低电离吸收线提供了物理解释。
2020-02-24 astro-ph.GA
Launching of hot gas outflow by disc-wide supernova explosions
星系气体外流是由恒星反馈驱动的,其中超新星爆炸占主导地位。SNe沉积的能量是否会引发大规模外流或小规模的气体循环-在圆盘和中间晕之间,取决于SN速率及其在空间和时间中的分布。本文研究了星系恒星形成速率在{ $\simeq 6\times 10^{-4}$ ~ $\simeq 6\times 10^{-2}~M_\odot$ ~yr $^{-1}$ ~kpc $^{-2}$范围内的盘状非团簇SNe的气体循环,对应于星系中观测到的中高恒星形成速率。结果表明,这种盘状超新星爆发区在几个气体尺度高度内可以形成热($T\sim 10^4$ K)和冷($T<10^3$ K)相的环流,在较高的($z>1$ kpc)高度上可以形成热{($T>10^5$ K)}气体的抬升.我们发现,盘状超新星爆发的热气体外流的阈值能量输入率估计为$\sim 4\times 10^{-4}$ ~erg~s $^{-1}$ ~cm $^{-2}$量级。我们讨论了这种现象在光学和X射线波段的观测表现。特别是,我们发现,面对的星系SF($Σ_{_{\rm SF}}>0.02~M_\odot$ ~yr $^{-1}$ ~kpc $^{-2}$),典型的温暖的气体离子的线轮廓显示出双峰形状,对应的面外流出。在X射线波段,具有高SF率的星系($Σ_{_{\rm SF}}>0.006~M_\odot$ ~yr $^{-1}$ ~k…
2019-01-03 astro-ph.GA
Ionized and hot molecular outflows in the inner 500 pc of NGC1275
活动银河核(AGN)反馈在星系演化中的作用仍然没有完全理解,主要是由于缺乏十到一百秒差距尺度上多相气体运动学的观测约束。我们利用双子座近红外积分场摄谱仪(NIFS),以$\sim$ 70 pc的空间分辨率,绘制了Seyfert星系NGC1275内部900 $\times$ 900 pc $^2$中分子和电离气体的运动学图。从K波段CO吸收带头的拟合,我们得到了恒星速度色散为$265\pm26$ km s $^{-1}$,这意味着黑洞质量为$M_{\rm SMBH}=1.1^{+0.9}_{-0.5}\times10^9$ M $_\odot$ .我们发现热($T\gtrsim1000$ K)的分子和电离的外流速度高达2 000公里的$^{-1}$和质量外流率$2.7\times10^{-2} {\rm M_\odot}$年$^{-1}$和$1.6 {\rm M_\odot}$年$^{-1}$,分别在这些气相。电离外流的动能仅相当于NGC 1275活动星系核光度的0.05%,这表明它们不足以提供重要的活动星系核反馈,但可能有效地重新分配星系中心区域的气体。活动星系核驱动的外流似乎是负责必要的冲击,以产生所观察到的H $_2$和[Fe II]线的排放。
2020-06-26 astro-ph.GA
The Close AGN Reference Survey (CARS): No evidence of galaxy-scale hot outflows in two nearby AGN
目的:我们探测了近活动星系核参考巡天(CARS)中两个附近发光的无遮蔽(1型)活动星系核中的辐射效率,热风反馈模式,这显示了VLT-MUSE绘制的扩展[OIII]电离气体的有趣的kpc尺度弧状特征。我们的目标是探测热气泡,这将表明在我们的目标HE 0227-0931和HE 0351+0240中存在强大的星系尺度外流,来自深(200 k)钱德拉观测。研究方法:通过测量扩展X射线发射的空间和光谱特性,并与sub kpc尺度IFU数据进行比较,我们能够约束反馈场景,并直接测试电离气体是否是由于冲击风引起的。结果:未检测到kpc尺度的扩展热气排放。除非周围的介质密度很低($n_{H}\sim~1$ cm $^{-3}$在100 pc),推断的扩展X射线光度的上限远低于理论模型在匹配AGN光度时的预期。结论:我们的结论是,kpc尺度上的高度电离的气体结构并不是由两个目标中的热流出引起的,而是可能由不同来源的预先存在的气体流的光电离引起的。我们的未探测结果表明,活动星系核驱动的风产生的X射线辐射并不普遍,可能会导致与当前理论预测的冲突。
2018-10-11 astro-ph.GA
The Characteristic Momentum of Radiatively Cooling Energy-Driven Galactic Winds
超新星的能量注入可能会在快速形成恒星的星系中驱动炽热的超音速星系风,将富含金属的气体驱动到环星系介质中,并可能加速冷气体。如果有足够的质量负载,这种流动在风驱动区域内变得辐射,降低了宿主星系的整体质量流出率。我们表明,这套最大的总流出动量热能量驱动的风。对于由连续恒星形成驱动的太阳金属丰度的球形风,$\dot p_\rm{max} \simeq 1.9\times10^4\ M_\odot/\rm{yr\ km/s}\ (α/0.9)^{0.86}(R_\star/300\ \rm{pc})^{0.14}(\dot M_\star/20\ M_\odot/\rm{yr})^{0.86}$,其中$α$是使风热化的超新星能量的分数,$\dot M_\star$和$R_\star$是恒星形成速率和风驱动区域的半径。这种最大动量的热风也可以适用于通常在星暴星系中观察到的冷的电离外流,如果热风经历了大量的辐射冷却,或者如果热风将质量和动量转移到流中的冷云。我们表明,需要热风进行大规模的单相冷却设置的总流出动量率的最小值。这些最大和最小流出动量具有相似的值,设定了热星系风的特征动量率,可以在大尺度上成为辐射。我们发现,大多数观测的光电离外流风动量低于理论最大值,因此可能是冷却热流的签名。另一方面,许多系统低于整体冷却所需的最小动量,这表明可能观察到的冷材料已经被夹带在热流中或与热流混合。
2021-04-15 astro-ph.GA
A hot molecular outflow driven by the ionized jet associated with IRAS 16562-3959
我们报告的CO J=3 $\rightarrow$ 2,6 $\rightarrow$ 5和7 $\rightarrow$ 6跃迁的分子线观测,使用阿塔卡马探路者实验望远镜(APEX),向大质量和致密的核心IRAS 16562 $-$ 3959。这个核心拥有一串无线电源,被认为是由电离气体的中央准直射流提供动力。分子观测表明,存在的高速气体表现出四极形态,最有可能产生的存在下,两个准直的流出。东南-西北方向的分子外流与无线电连续源的弦对齐,表明它是由喷流驱动的。我们发现,在东南-西北流出的气体的激发温度高,蓝移和红移的瓣,分别为145和120 K的值。这个外流的总质量为1.92 \Msun,总动量为$\sim 89$ \Msun \kms,平均动量率为$\sim 3.0\times10^{-2}$ \Msun \kms yr $^{-1}$,数值特征是由具有高光度的年轻大质量恒星天体($L_{\rm bol} \sim 2\times10^4$ \Lsun)驱动的流动。阿塔卡马亚毫米望远镜实验(ASTE)在高密度和激波示踪剂中获得的补充数据支持IRAS 16562 $-$ 3959是一颗吸积的年轻大质量恒星,与电离喷流有关,这是分子外流的能量来源。
2011-05-17 astro-ph.GA
Exploring the link between C IV outflow kinematics and sublimation-temperature dust in quasars
利用SDSS、UKIDSS和WISE的观测数据,研究了$\simeq$ 5000中精选的亮($L_{bol} \simeq 10^{47}$)1型类星体的红外辐射高频截止特性。观测到$\simeq$ 2 $μ$ m发射的强度与C IV $λ$ 1550发射线的蓝移有关,该发射对应于中心连续谱源周围升华区最热(T> 1200 K)尘埃的发射。因此,我们发现,具有较强的核外流特征的物体往往具有较大的升华温度尘埃覆盖部分。当控制所观察到的外流强度,热尘埃覆盖分数并没有显着变化,在我们的样品作为光度,黑洞质量或爱丁顿分数的函数。热尘埃和C IV线蓝移之间的相关性,以及热尘埃和其他参数之间缺乏相关性,因此提供了类星体中宽发射线区域和红外发射尘埃区域之间存在联系的证据。
2021-01-15 astro-ph.GA
Fast cold gas in hot AGN outflows
对明亮的高红移类星体周围空间扩展的冷气体发射的观测显示出惊人的速度宽度,超过2000 km·s^(-1),投射距离可达30 kpc。高速宽度已被解释为强大的活动星系核驱动的外流的签名。简单地说,这些发现似乎与流体动力学模型相矛盾,在流体动力学模型中,活动星系核驱动的外流是能量驱动的,因此非常热,典型温度T = 10^6-7 K。使用移动网格代码Arepo,我们执行“放大”宇宙学模拟的z = 6类星体及其环境,以下黑洞的增长和反馈,通过能量驱动的外流。在模拟中,类星体的宿主星系被一个由超新星驱动的星系外流而预先富集了金属的环星系团介质所包围。因此,部分活动星系核驱动的热外流气体可以辐射冷却,导致大量(> 10^9 M_sun)的冷气体与热双极外流一起运动。这导致在空间上扩展的冷气体的速度宽度类似于观察到的。然而,我们警告说,气体流入,类星体宿主星系深势阱中的随机运动和超新星驱动风的冷却对模拟中冷气体的大速度宽度有很大贡献,使观测数据的解释复杂化。
2015-02-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Fast Outflows in Hot Dust-Obscured Galaxies with Keck/NIRES
利用KECK/NIRES系统对24个热尘暗星系(Hot DOG)进行了红移1.7 - 4.6的静止坐标光谱观测。我们的目标是根据它们的极端红色选择的,是WISE红外巡天中最高光度的光源。在20个具有良好检测到的发射的源中,我们拟合关键的[O III]、H $β$、H $α$、[N II]和[S II]诊断线以约束物理条件。在17个具有清晰的[O III] $\rm λ$ 5007 A发射谱线检测的靶标中,15个显示宽的蓝移和不对称的谱线轮廓,其宽度范围为1000至8000 $\rm km\ s^{-1}$,蓝移高达3000 $\rm km\ s^{-1}$。这些运动学提供了强有力的证据,证明存在高达$8000\ \rm M_\odot\ yr^{-1}$的大量电离外流,中值为$150\ \rm M_\odot\ yr^{-1}$。多达八个光源显示出与活跃的恒星形成相一致的光发射线比率。巴耳末线的恒星形成率,未经红化校正,范围为30 - 1300 $\rm M_\odot\ yr^{-1}$,中位数为$50\ \rm M_\odot\ yr^{-1}$。估计的SFR从SED拟合的中红外和远红外测光建议显着更高的值。我们估计中心黑洞的质量是$10^{8-10}\rm\ M_\odot$阶,假设现在的$\rm M_{BH}-σ_*$关系。这些星系中心黑洞的辐射热光度和估计质量表明,许多活…
2020-10-20 astro-ph.GA
Mass-Loading and Non-Spherical Divergence in Hot Galactic Winds: Implications for X-ray Observations
冷云预计将被摧毁,并纳入热超新星驱动的星系风。风的冷介质的质量加载修改体积速度,温度,密度,熵,和丰富的配置文件的热相相对于非质量加载流出。我们提供了一般的方程和限制,这种物理,可以用来推断率的冷气体夹带从X射线观测,占非球形膨胀。一般来说,当马赫数大于某一临界值时,质量加载会改变密度和温度分布,降低速度,增加熵。我们首先将这个模型应用到最近的高分辨率银河系外流模拟中,可以直接推断出质量负载。我们表明,温度,熵,和成分配置文件是匹配良好的,提供证据表明,这种物理设置散装热气体配置文件。然后,我们模拟弥漫的X射线发射的本地星暴M82。非球形(更圆柱形)流出几何形状直接取自观察到的X射线表面亮度分布。这些模型意味着一个总的质量加载率,这是大约等于注入的恒星暴,$\simeq 10$ M $_\odot$年$^{-1}$,他们预测的渐近热风速度$\sim 1000\,{\rm km \ s^{-1}}$是$\sim1.5-2$倍小于以前的预测。我们还展示了如何观察到的熵分布可以用来约束外流速度,预测未来的任务,如XRISM。我们认为,所观察到的X射线边缘增亮可以解释在外流的边缘质量负荷。
2021-10-05 astro-ph.GA
Hot Gas Outflow Properties of the Starburst Galaxy NGC 4945
利用330 ks Chandra观测,研究沿NGC 4945星系外流15个区域的热气体性质,发现温密峰值位于中心且与球形绝热风不符,测得质量外流率并识别电荷交换贡献。
2024-04-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Molecular outflows and hot molecular core in G24.78+0.08 at sub-arcsecond angular resolution
上下文这项研究是一个大型项目的一部分,该项目旨在研究吸积和分子外流的物理学,这些物理学指向一个选定的高质量恒星形成区域的样本,这些区域显示了以前研究中的坠落和旋转证据。目标。我们希望在高角分辨率下对高质量恒星形成区G24.78+0.08中的HMC和相应的分子外流的结构和运动学进行深入研究。方法.我们进行了SMA和IRAM PdBI观测,分别为1.3和1.4毫米,灰尘和典型的高密度和分子外流示踪剂的分辨率<1”。互补IRAM 30-m 12 CO和13 CO的观测进行恢复短间距的信息的分子流出。结果朝向芯G24 A1和A2的毫米连续辐射已分别分解为3个和2个芯,并命名为A1、A1 b、A1 c、A2和A2 b。所有这些核心都在东南-西北方向排列,与该地区检测到的分子流出方向一致,这表明该地区的恒星形成的优先方向。核的质量在7 ~ 22 Msun之间,转动温度在128 ~ 180 K之间。高密度示踪剂揭示了朝向A1的2个速度分量的存在,其中一个峰值接近毫米连续谱峰值和HC HII区域的位置,并且与CH 3CN朝向该核心的速度梯度有关,而另一个峰值位于核心A1的西南部,并且与任何毫米连续谱发射峰值无关。沿外流A和13 CO平均蓝移和红移排放的位置-速度图表明,这种外流是由核心A2驱动。
2011-07-01 astro-ph.GA
ALMA Observations of the IRDC Clump G34.43+00.24 MM3: Hot Core and Molecular Outflows
我们用阿塔卡马大型毫米/亚毫米天线阵和凯克望远镜在K波段观测到了与红外暗云G34.43+00.24有关的一个团簇形成团(MM 3),它的1.3mm连续谱和CH_3OH、CS、~(13)CS、SiO、CH_3CH_2CN和HCOOCH_3谱线。我们已经发现了一个年轻的外流到这个集团的中心,在SiO,CS和CH 3OH线。这种外流很可能是由嵌入在热核心中的原恒星驱动的,这是由CH 3CH 2CN,HCOOCH 3,13 CS和高激发CH 3OH线追踪的。尽管它的质量很低(<1.1 M_sun),但其热核的大小约为800 × 300 AU,这表明它的吸积速率很高,或者存在着含有少量热Corino的多恒星系统。外流是高度准直的,动力学时间尺度估计为小于740年。此外,我们还发现了SiO,CS和CH 3OH的扩展发射,这与热核和外流无关。这种辐射可能与过去星团中的恒星形成活动有关。虽然G34.43+00.24 MM 3在红外线上被黑暗的特征所包围,但它在星团演化的早期阶段已经经历了低质量恒星的活跃形成。
2013-09-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Hot Outflows in Galaxy Clusters
本文利用钱德拉X射线天文台(\it Chandra X-ray Observatory)的观测资料,分析了29个星系团热大气的气相金属丰度分布。所有最亮的星系团(BCGs)都拥有由射电AGN产生的X射线空腔系统。我们发现高元素丰度投影优先沿腔的16个集群。富含金属的等离子体显然是随着X射线空洞(气泡)的上升而被提升到20到几百千秒差距之间的高度。发现了上升气体的最大投射高度(“铁半径”)与喷流功率之间的关系,其形式为$R_{\rm Fe} \propto P_{\rm jet}^{0.45}$。据估计,流出速率通常为每年几十个太阳质量,但在最强大的活动星系核中超过了$100 ~\rm M_\odot ~yr^{-1}$。流出速率是冷却速率的10%至20%,因此单独不能抵消冷却流入。然而,热外流有效地重新分配冷却气体,并可能发挥重要作用,在调节恒星形成和活动星系核的活动在BCGs和可能在巨大的椭圆星系。金属丰度分布总体上可能是复杂的,可能是由于富含金属的气体在循环流中返回或在热大气中被吹来吹去。大约有15%的空洞所做的功被用来提升富含金属的气体,这意味着它们的核黑洞的质量至少增加了$\sim 10^7$ M $_\odot$到$10^9$ M $_\odot$。最后,我们表明,热外流可以占广泛的,气相金属丰度分布相比,恒星光剖面的BCGs,我们认为热外流和冷分子气流之间的可能联系,发…
2015-07-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Parameterizing the Outflow from a Central Black Hole in Dwarf Spheroidal Galaxies: A 3D Hydrodynamic Simulation
大型星系拥有巨大的中心黑洞,它们的反馈对它们的演化产生了重大影响。最近,观测表明矮星系可能在其中心拥有黑洞,但质量较低(中等质量黑洞- IMBH)。然而,这种IMBHs对矮球状星系(dSphs)演化的影响迄今为止还没有得到适当的分析。在这项工作中,我们调查的影响,从IMBH的外流对dSph星系的气体动力学通过非宇宙学,三维流体动力学模拟,让银河系的气体分布演变超过3 Gyr的影响下的IMBH的外流和超新星反馈。所有模拟的数值分辨率为20.0 pc cell $^{-1}$。两种情况被认为是推断的流出,一个同质ISM和另一个超新星反馈所造成的不均匀性传播的差异。外流传播需要最小的初始速度和最小的初始密度,其值取决于介质的条件。在未受扰动的介质中,外流以相同的速度(低于初始速度)在两个方向上自由传播,从星系中带走一小部分气体(确切的比例取决于外流的初始物理条件)。然而,在不均匀的ISM中,外流的影响大大减少,它对星系中气体的贡献几乎可以忽略不计。
2022-01-20 astro-ph.GA
Diffuse Hot Plasma in the Interstellar Medium and Galactic Outflows
本文总结了星系星际介质三相气体的观测与认知,指出热等离子体主要存在于恒星泡、超级泡和星系外流中,并强调星系核区黑洞吸积引发的恒星形成增强、外流、加热及宇宙线加速等额外扰动。
2022-07-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
MAGellanic Outflow and chemistry Survey (MAGOS): Hot cores in the LMC
Institute of Science and Technology, Niigata University(新潟大学科学技术研究院);Institute of Science Tokyo(东京科学研究所);School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院);State Key Laboratory of Dark Matter Physics(暗物质物理全国重点实验室);Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MOE)(粒子天体物理与宇宙学教育部重点实验室);Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology(上海粒子物理与宇宙学重点实验室);RIKEN Pioneering Research Institute(理化学研究所前沿研究中心)
MAGOS调查发现LMC中热点核心的化学特征,揭示了低金属licity、高亮度和活跃恒星形成对热点核心化学的影响。
2026-02-04 astro-ph.GA
Constraining the dynamical importance of hot gas and radiation pressure in quasar outflows using emission line ratios
类星体反馈模型经常预测一个膨胀的热气泡,它驱动着星系尺度的外流。在许多情况下,这种热气体辐射效率低,因此难以直接观察。我们提出了一个间接的方法来检测一个热气泡的存在,使用流体静力学光电离计算的冷(~10^4 K)线发射气体。我们比较我们的计算与观测的宽线区域,内面的环面,窄线区域(NLR),和扩展的NLR,从而限制热气体压力在距离0.1 pc - 10千秒差距的中心。我们发现,在平均类星体光谱中观察到的发射线比是一致的辐射压力占主导地位的模型在所有尺度上。在小于40 pc的尺度上,排除了动态显著的热气体压力,而在更大的尺度上,热气体压力不能超过局部辐射压力的六倍。在单个类星体中,约25%的类星体表现出与辐射压力主导模型不一致的NLR比,尽管在这些物体中,热气体压力也不太可能超过辐射压力一个数量级或更多。导出的高温气体压力上限意味着作用于星系尺度外流的瞬时气体压力力低于解释星系尺度外流的大动量通量\dot{p} L_AGN/c所需的时间平均力。如果光学类星体以前经历过一个被掩埋的、完全遮蔽的阶段,在这个阶段中,热气泡被更有效地限制,星系风加速发生,那么这种明显的差异就可以得到调和。
2016-01-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Outflow and hot dust emission in broad absorption line quasars
我们研究了2099个宽吸收线(BAL)类星体的样本,z=1.7-2.2,由斯隆数字巡天数据发布7和宽视场红外巡天。这个样本是从文献中的两个BAL类星体样本中收集的,并通过我们的新算法进行了改进。流出速度和强度与热尘指标(β_NIR)和其他类星体的物理参数,如爱丁顿比,光度和紫外连续斜率的相关性进行了探索,以找出哪些参数驱动外流。这里β_NIR是近红外连续斜率,是热尘埃排放量相对于吸积盘排放量的良好指标。我们证实了以前的研究结果,流出的性质中度或弱依赖于爱丁顿比,紫外线斜率和光度。我们首次报道了BAL类星体的外流强度和速度与β_NIR的中等和显著的相关性。这与非BAL类星体中的蓝移宽发射线的行为是一致的。统计分析和合成光谱研究都表明,外流强度和速度与β_NIR的相关性比爱丁顿比、光度和UV斜率更强。特别是,复合材料表明,整个CIV吸收曲线蓝移和加宽的β_NIR的增加,而爱丁顿比和UV斜率只影响高速和低速部分的流出,分别。我们讨论了几个潜在的过程,并建议尘埃外流的情况下,即灰尘是固有的外流,并可能有助于外流加速,是最有可能的。作者可应要求提供BAL类星体目录。
2014-03-13 astro-ph.CO 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 multi-phase winds of Markarian 231: from the hot, nuclear, ultra-fast wind to the galaxy-scale, molecular outflow
我们提出了最好的灵敏度和角分辨率的分子盘和流出的Mrk 231的地图,跟踪CO观测与IRAM/PdBI,我们分析档案钱德拉和NuSTAR观测。我们约束的物理性质的分子盘和外流,高度电离的超快核风的存在下,和它们的连接。分子外流的大小约为1 kpc,并在核周围的各个方向上延伸,沿西南至东北方向更为突出,这表明广角双锥几何形状。流出物的最大投影速度几乎恒定到约1 kpc,因此意味着流出物的密度从核向外以$r^{-2}$的形式减小。这表明,要么大部分气体在膨胀过程中离开了流动,要么大部分流出物还没有达到~1 kpc,因此意味着其年龄的限制为~ 100万年。我们发现$\dot M_{OF}=[ 500-1000]~ M_{\odot}~yr^{-1}$和$\dot E_{kin,OF}=[7-10]\times 10^{43}$是$^{-1}$。值得注意的是,我们的分析的X射线数据揭示了一个核超快流出(UFO)的速度-20000公里秒$^{-1}$,$\dot M_{UFO}=[0.3- 2.1] ~M_\odot yr^{-1}$,和动量负载$\dot P_{UFO}/\dot P_{rad}=[0.2-1.6]$。我们发现$\dot E_{kin,UFO}\sim \dot E_{kin,OF}$预测的流出经历一个能量守恒的扩张。这表明大部分UFO动能被转移到kpc级外流的机械能,强烈…
2015-08-31 astro-ph.GA
High Velocity-dispersion Cold Gas in ULIRG Outflows. I: Direct Simulations
观测显示,在超亮红外星系(ULIRGs)的热流出物中存在速度色散很大(~300 km/s)的冷气体。这种气体可以追溯其起源到超级气泡的瑞利-泰勒(RT)碎裂,也可以在较小的尺度上出现。我们在两个尺度上模拟ULIRG外流,使用FLASH在三维流体动力学模拟中重现这种气体。虽然分辨率是有限的,这些模型成功地产生了冷气体的流出大的速度分散。我们的小尺度模型通过超气泡壁的RT碎裂产生这种冷气体,但是大尺度模型在热气泡将圆盘的气体碎裂成冷云之后产生冷气体,然后通过热压加速,并通过流出物内的冷却补充。我们制作了简单的模拟光谱,将这些模拟与观测到的吸收光谱进行比较,发现线宽约为250 km/s,与观测结果的下限一致。
2014-03-06 astro-ph.GA
Suppression of galactic outflows by cosmological infall and circumgalactic medium
我们调查两个星系外流抑制机制的相对重要性:a)宇宙学的星系际气体的星系,和b)存在一个热的环星系介质(CGM)。仅考虑径向运动,根据星系的质量和红移,流入会降低流出气体的速度,甚至停止流出。对于正在形成恒星的星系来说,存在一个质量上限,超过这个上限,外流就会受到星系引力场的抑制。我们发现,下落可以将质量上限大约降低两倍(与红移无关)。大质量星系($\gtrsim 10^{12} M_{\odot}$)在星系中心周围拥有大量热的弥散CGM。CGM充当流入和流出气体之间的屏障,并提供额外的流出抑制源。我们发现,在低红移($z\lesssim3.5$),CGM是更有效地抑制外流比的infall。这两个过程结合在一起,给出了一个星系无法有效流出的质量范围。我们还讨论了外流抑制对星系及其环境的富集历史的影响。
2016-03-11 astro-ph.GA
Deep XMM-Newton observation reveals hot gaseous outflow in NGC 5746
Dr. Karl Remeis-Observatory, Erlangen Centre for Astroparticle Physics, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg(弗里德里希·亚历山大大学埃尔朗根天体粒子物理中心卡尔·雷米斯天文台)
本研究通过深度XMM-Newton观测发现大质量旋涡星系NGC 5746存在延伸至40kpc的双锥状热气体外流,其晕等离子体温度高于典型值,支持大质量旋涡星系拥有明亮X射线晕的理论模型。
2026-10-14 astro-ph.GA
Detection of hot, metal-enriched outflowing gas around $z\approx\,$2.3 star-forming galaxies in the Keck Baryonic Structure Survey
利用Keck重子结构巡天(KBSS)观测到的红移$z\approx 2.3$成星星系的类星体吸收线,研究了环星系介质中的物理条件。在Turner等人2014年的研究中,我们使用像素光学深度技术表明,HI和金属离子OVI、NV、CIV、CIII和SiIV的吸收在$|Δv|\lesssim170$ km/s和从视线到背景类星体的投影距离$|d|\lesssim180$适当kpc内强烈增强。在这里,我们表明,OVI吸收也强烈增强在固定HI,CIV和SiIV光学深度,这种增强延伸到$\sim350$公里/秒。在固定的HI,在OVI光学深度的中位数增加星系附近是0.3-0.7 dex,并检测到在2- 3- $σ$的置信度为所有七个HI箱有$\log_{10}τ_{\rm HI}\ge-1.5$。我们使用电离模型表明,所观察到的强度OVI作为HI的函数是一致的,丰富的,光电离的气体像素与$τ_{\rm HI}\gtrsim10$。然而,对于具有$τ_{\rm HI} \lesssim 1$的像素,如果气体被背景辐射光电离,则这将导致在低密度下难以置信的高金属度。这表明星系被足够热的气体所包围,足以被碰撞电离($T > 10^5\,$ K),并且相当一部分热气体具有太阳的金属丰度$\gtrsim 10^{-1}$。鉴于这种气体的高金属丰度和大的速度范围(到$\sim1.5\times v_{\r…
2015-04-25 astro-ph.GA
Resolving the Unresolved Galactic Winds in Multi-phase Models. I. Methodology and Application
Northwestern University(西北大学);Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA)(天体物理学跨学科探索与研究中心);Cornell University(康奈尔大学);New York University(纽约大学);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Arizona State University(亚利桑那州立大学);Columbia University(哥伦比亚大学);Flatiron Institute(平顶山研究所);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);University of Edinburgh(爱丁堡大学);Zhejiang University(浙江大学)
本文提出利用高精度观测数据与多相风模型结合的方法,确定银河风的三个关键参数,并揭示出风速与半光半径的关系及各相参数的径向趋势。
2026-05-01 astro-ph.GA
Kinematics and Dynamics of Multiphase Outflows in Simulations of the Star-Forming Galactic ISM
由恒星反馈产生的星系外流在本质上是多相的。观测和模拟都表明,在银河系盘中面的几千秒差距内的物质是由嵌入在热风中的暖云组成的。从理论上理解外流现象,包括风和喷泉流,需要研究热相之间的相互作用。我们开发了一种方法来量化这些相互作用,通过测量的质量,动量和能量通量交换使用时间和空间平均量和守恒定律。我们将这种方法应用于恒星形成ISM MHD模拟的基础上TIGRESS框架,太阳邻域条件。为了评估阶段之间的相互作用的程度,我们首先检查"弹道模型“的有效性,该模型预测了被视为非相互作用云的暖相($5050\,\rm{K}<T<2\times10^4\,\rm{K}$)的轨迹。该模型在中等垂直速度($ 50$ km s $^{-1}$ $\lesssim |v_z| \lesssim 100 $ km s $^{-1}$)下是成功的,但在较高速度下,我们观察到与弹道模型相比,模拟的温暖流出量过多。高速中温($2\times10^4\,\rm{K}<T<5\times10^5\,\rm{K}$)气体的冷却不能完全解释这种差异。通过考察质量、动量和能量的通量,我们得出结论,热相通过中间相的冷却获得质量,而动量从热相($T>5\times10^5\,\rm{K}$)转移到热相。来自热流出的大的能量通量被转移到温暖和中间阶段,并迅速辐射出去。一个简单的相互作用模式意味着喷泉流中的有效暖云尺寸为几个100…
2019-11-18 astro-ph.GA
Champagne Flutes and Brandy Snifters: Modelling Protostellar Outflow-Cloud Chemical Interfaces
在恒星形成区和星际介质的热核中,现已观察到种类丰富的分子。越来越多来自毫米干涉仪的证据表明,其中许多形成于原恒星流出物与其出生分子云之间的界面。然而,目前的模型仍然无法解释的起源,对广角的“白兰地酒杯”形状的流出比狭窄的“香槟长笛”形状的一氧化碳成像的观测偏差。此外,这些广角系统表现出异常高丰度的分子离子HCO $^+$。我们提出的结果,从化学动力学模型的这些地区,丰富的化学自然产生的结果之间的湍流混合冷,致密的分子气体和热,电离流出的材料。注射液驱动丰富且快速的离子中性化学反应,定性和定量与观察结果一致。观察到的大角度流出的偏见是自然的几何形状依赖的离子注入速率导致快速解离的CO在年轻的系统。
2014-07-28 astro-ph.GA
Spectral Classification and Ionized Gas Outflows in $z\sim2$ WISE-Selected Hot Dust-Obscured Galaxies
我们在$z\sim2$提供了10个热尘埃遮蔽星系核(Hot DOG)的VLT/XSHOOTER静止帧紫外光谱,以研究活动星系核的诊断,并评估电离气体外流的存在和影响。这个样本中的大多数热狗是窄线主导的活动星系核(1.8或更高),并且比典型的2型类星体具有更高的巴耳末衰减。几乎所有(8/9)的源显示出电离气体流出的证据,在广泛的和蓝移的[O III]配置文件的形式,和一些源有这样的配置文件中的H $α$(5/7)或[O II](3/6)。结合文献,这些结果支持了活动星系核统一模型所引用的简单环面之外的其他遮蔽源。流出率来自广泛的[O III]线($\rm \gtrsim10^{3}\,M_{\odot}\,yr^{-1}$)大于黑洞吸积和恒星形成率,与反馈效率($\sim0.1-1\%$)一致的负反馈到主星系的恒星形成合并驱动类星体活动的情况。我们发现,在明亮的,模糊的类星体的宽发射线往往更好地解释了流出的窄线区域内,并警告说,黑洞质量估计这些来源的文献可能有很大的不确定性。无论如何,我们发现爱丁顿比的下限附近的单位热狗。
2019-12-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The dark nemesis of galaxy formation: why hot haloes trigger black hole growth and bring star formation to an end
星系分为两种明显不同的类型:快速形成年轻恒星的“蓝序”星系和恒星形成几乎完全停止的“红序”星系。大多数质量比$3\times10^{10} M_\odot$大的星系位于红色序列,而质量较小的中央星系位于蓝色序列。我们发现,这些序列是由恒星形成驱动的外流和气体吸积到星系中心的超大质量黑洞之间的竞争产生的。我们开发了一个简单的分析模型,这种相互作用。在质量小于$3\times10^{10} M_\odot$的星系中,年轻的恒星和超新星驱动着一种高熵的外流,这种外流比任何扩散的日冕都更有浮力。外流平衡了气体流入的速率,防止了中心区域的高气体密度。然而,更大质量的星系被热日冕包围。我们认为,以上的光环质量的$\sim 10^{12} M_\odot$,超新星驱动的外流不再是浮力和恒星的形成是无法阻止建立的气体在中心地区。这引发了黑洞强烈的非线性反应。它的吸积率迅速上升,加热了星系的日冕,破坏了冷气体的供应,使星系缺乏恒星形成的燃料。宿主星系向红色序列过渡,进一步的增长主要通过星系合并发生。我们表明,分析模型提供了一个很好的描述星系演化的EAGLE流体动力学模拟,并表明,只要恒星形成驱动的外流存在,过渡质量尺度几乎是独立的次网格参数的选择。然而,如果恒星形成驱动的外流不存在,过渡质量就会完全消失。
2016-11-04 astro-ph.GA
Unravelling the physics of multiphase AGN winds through emission line tracers
对活动星系核(AGN)中发射谱线的观测经常发现,在电离的中性原子和分子气体中,可以看到速度高达千秒差距的快速(~1000 km/s^-1)外流。在这项工作中,我们提出了辐射转移计算的发射线的流体动力学模拟驱动的活动星系核外流的热风泡,包括非平衡化学,探索这些线跟踪的物理性质的多相流出。我们发现,热气泡压缩线发射气体,导致更高的压力比在周围的ISM或AGN辐射压力将产生。这意味着观察到的发射线比,如[OIV] 25 $μ$ m / [NeII] 12 $μ$ m、[NeV] 14 $μ$ m / [NeII] 12 $μ$ m和[NIII] 57 $μ$ m / [NII] 122 $μ$ m,限制了气泡的存在,从而限制了流出驱动机制。然而,与热气泡本身相比,线发射气体是欠加压的,并且大部分线发射是由压力、热和/或化学平衡之外的气体引起的。因此,我们的研究结果表明,假设平衡条件下,通常在活动星系核线发射模型,是不合理的,如果一个热风泡。我们还发现,超过50%的流出物的质量流出率、动量通量和动能通量由[NII] 122 $μ$ m和[NeIII] 15 $μ$ m(产生于10^4 K相)和[CII] 158 $μ$ m(产生于10^4 K到100 K的转变)等线追踪。
2021-02-23 astro-ph.GA
A sub-arcsecond study of the hot molecular core in G023.01-00.41
方法:我们在1.3 mm处进行了SMA观测,采用了最扩展和最紧凑的阵列配置,提供了各种分子线的亚弧秒和高灵敏度图,包括热核和外流示踪剂。我们还重建了从毫米到近红外波长的区域的光谱能量分布,使用Herschel/Hi-GAL地图,以及档案数据。结果:从光谱能量分布中,我们得到了大约4 × 10^4 Lsun的辐射热光度。我们的干涉观测表明,在HMC的致密气体和尘埃的分布是显着平坦的,并延伸到半径为8000 AU的射电连续谱和微波激射发射的中心在该地区。该HMC的赤道面严格垂直于准直双极流出的伸长,如在主要CO同位素异构体以及SiO(5 - 4)线中在约0.1 - 0.5 pc的尺度上成像。在最里面的HMC区域(ca. CH_3CN(12_K-11_K)谱线追踪的速度场表明,分子气体既遵循哈勃定律沿外流方向膨胀,又绕外流轴旋转,与甲醇脉泽追踪的三维速度场一致。与旋转相关的速度场表明,核心中心的动力学质量为19 Msun。后者很可能集中在一颗O9.5 ZAMS恒星中,与估计的热光度G023.01 - 00.41一致。CO(2 - 1)外流辐射的物理性质,例如其动量率为6 × 10 ^-3 Msun km/s/yr,外流率为2 × 10 ^-4 Msun/yr,支持我们对嵌入的年轻恒星天体的光度(和质量)的估计。
2014-02-14 astro-ph.GA
The Spatially Resolved Hot Gas Properties of NGC 1266's AGN-Driven Outflow
The Ohio State University(俄亥俄州立大学);The College of New Jersey(新泽西学院);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)
研究NGC 1266的AGN驱动出流热气体性质,发现高电子密度和压力,表明出流能量预算中热相占比大,且可能因辐射冷却而停滞。
2026-03-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
The complementary roles of feedback and mergers in building the gaseous halo and the X-ray corona of Milky Way-sized galaxies
我们使用高分辨率的宇宙学流体动力学模拟银河系大小的星系不同的超新星反馈强度和合并的历史,调查其气体晕的形成,特别是他们的热($>10^6$ ~K)X射线发光日冕。我们的模拟预测存在显着的热气体的晕早在$z=3-4$,以及之前的晕应该能够维持热模式吸积在传统的图片。初生的日冕由内向外生长,最初主要是由于合并引起的冲击加热和强烈的超新星反馈提供动力的中央星系流出,这两者都是今天成功的星系形成模型的基本特征。此外,外流和日冕的形成也加速了从冷模到热模吸积的转变,有助于维持稳定的吸积激波的条件。它们还破坏了向中央星系输送冷气体的对流,使它们的嘴磨损成一个宽阔的三角洲,从星系中分离出来,并被推向更大的半径。即使在早期,细丝会反复重新形成,但热气和外流会削弱细丝,并加速其最终的破坏。虽然银河系外流通常被认为是一种喷射反馈,但我们发现它们对暗条的作用也表明了一种预防作用。
2018-09-27 astro-ph.GA
X-ray signatures of galactic outflows into the circumgalactic medium
本文通过受控流体动力学模拟研究强星系外流与不同初始状态环星系介质的相互作用,给出软X射线表面亮度随能量注入率的变化规律及激波传播的解析近似。
2024-05-09 astro-ph.GA
SMA Observations of Haro 2: Molecular Gas around a Hot Superbubble
哈罗2,一个附近的矮恒星暴矮星系,具有强烈的Ly α发射,拥有一个恒星暴,创造了外流和细丝。星系外流的明确证据使其成为研究反馈对矮星系中分子气体影响的理想候选者。我们在亚毫米波阵上观测了Haro 2中的CO(2-1),并绘制了速度分辨率为4.1km/s,空间分辨率为2.0 × 1.6”的分子辐射图。与以前的测量相比,分辨率有了显着的提高,我们看到分子气体包括两个组成部分:与星爆的嵌入星团相关的明亮团块,以及星爆区域以东较暗的扩展发射。扩展的发射与X射线泡一致,并且具有以+-35 km/s的速度膨胀的壳或泡的运动学特征。我们认为,星暴风,创造了X射线泡夹带分子气体,并在光度轴上的视速度梯度是一个文物造成的外流。分子和X射线活动在星系的东面,电离外流和光学细丝在西面,它们之间的关系尚不清楚。
2020-03-04 astro-ph.GA
Ionization Mechanisms in Quasar Outflows
在活动星系核(AGN)和类星体中起作用的各种电离机制已经得到了很好的研究,但相对较少的已经做了单独的研究,这些电离机制的贡献内的主星系和流出的组件。利用Gemini积分场谱(IFS)数据,我们研究了附近四个($z \lesssim$ 0.2)射电宁静1型类星体中这两个分量的电离性质。发射线的比率和宽度,以确定在每个对象中的主机和流出组件的主导电离机制。我们发现,光电离的活动星系核往往占主导地位的电离的气体成分在这些系统中。在三种情况下,流出的气体比宿主中的气体电离程度更高,表明它更强烈地暴露于活动星系核的电离辐射场。在两个对象中,在流出的气体成分中的线宽和线比之间的正相关性表明,速度为100 $-$ 500 km s $^{-1}$的冲击也可能有助于流出的气体成分的电离和加热。这两个物体之一的流出气体中的线比率也表明,在最接近宿主星系组成部分中恒星形成区域的流出部分中,热的年轻恒星的光电离做出了重大贡献。因此,这些数据支持宿主星系中的热恒星的光电离,而不是流出物本身形成的恒星。
2019-06-24 astro-ph.GA
How Do Supernovae Impact the Circumgalactic Medium? I. Large-Scale Fountains Around a Milky Way-Like Galaxy
反馈在星系形成中是必不可少的。然而,由于缺乏分辨率,宇宙学模拟经常使用特设的反馈参数。相反,小盒子模拟,虽然更好地解决反馈,不能捕捉气体演变超出模拟域。我们的目标是通过将超新星驱动的外流的小盒子结果实施到暗物质晕尺度模拟中并研究它们在大尺度上的影响来弥合这一差距。银河系外流是多相的,但小盒子模拟表明,热相(T $\approx$ 10 $^{6-7}$ K)携带大部分能量和金属。我们实现热流出银河系晕的理想化模拟,并研究它们如何影响环星系介质(CGM)。在本文中,我们讨论的情况下,当恒星形成的表面密度低,因此新兴的热流出的引力约束的晕。我们发现,外流形成一个大规模的,富含金属的大气喷泉运动。随着热气体的积累,内部大气变得“饱和”。冷气体冷凝,其速率与热流出物的注入相平衡。这种平衡导致了热大气的普遍密度分布,与质量流出速率无关。大气层的温度径向下降,自然产生了观测到的X射线光度和O VI,O VII,O VIII的柱密度。自我调节的大气层中有一个重子和一个金属质量分别为$(0.5-1.2)\times 10^{10}M_\odot$和$(0.6-1.4)\times 10^8 M_\odot$,与晕中“失踪”的重子和金属相比,它们很小。我们推测,丢失的物质存在于更大的半径,在过去更强大的外流喷射。
2020-06-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Intermediate-mass hot cores at 500 AU: disks or outflows?
在对两个中等质量恒星形成区域IRAS 22198 +6336和AFGL 5142的最扩展配置中,使用Plateau de Bure干涉仪进行的观测揭示了几个复杂的有机分子在~500 AU尺度上的存在,证实了这两个区域中存在热核心。与块状热核中常见的情况不同,热核中不富含含CN分子,主要示踪物质为CH 3CH 2 OH、(CH 2 OH)2、CH 3COCH 3和CH 3OH,IRAS 22198 +6336中还含有CH 3CHO、CH 3 OD和HCOOD,AFGL 5142中含有C6 H和O 13 CS。对于IRAS 22198 +6336和AFGL 5142,复杂分子的发射分别被分辨到~300和~600 AU的大小,并且最有可能追踪的是原恒星盘,而不是通常发现的扁平信封或环。这对于IRAS 22198 +6336的情况特别清楚,其中,我们检测到所有映射分子垂直于该区域最富化学物质流出的速度梯度,产生>4 Msun的动态质量。至于AFGL 5142,热芯发射被分解为两个间隔1800 AU的细长芯。详细比较了复杂分子峰与新的CO(2-1)数据和文献中的H2O脉泽数据,发现AFGL 5142的复杂分子主要与盘有关,除了在西边发现的微弱和扩展的分子发射,这可能是在其中一个流出物和周围致密气体之间的界面产生的。
2011-10-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Production of Cold Gas Within Galaxy Outflows
我提出了一套三维模拟的演化初始热物质喷出的恒星爆发驱动的星系外流。模拟在与材料一起移动的共动框架中进行,跟踪原子/离子冷却,康普顿冷却以及尘埃冷却和破坏。康普顿冷却是这些过程中最有效的,而原子/离子冷却的主要作用是增强密度不均匀性。尘埃,另一方面,有流出的演变几乎没有影响,并迅速销毁在所有的模拟中,除了与最小的质量通量的情况下。我使用的结果来构建一个简单的稳态模型所观察到的UV/光发射从每个流出。在这种情况下的速度分布主要是由几何效应,和整体光度的主机系统的属性非常强的功能,在超亮红外星系(ULIRGs)中观察到的。此外,在几个模型的光度和最大速度是一致的发射线观测ULIRGs,虽然速度显着大于吸收线研究中观察到的。这可能是因为星系流出物的吸收线观测探测了小半径处夹带的冷物质,而发射线观测探测了从较远距离处的初始热介质冷凝的冷物质。
2017-02-02 astro-ph.GA
Galaxy Mergers with Adaptive Mesh Refinement: Star Formation and Hot Gas Outflow
在等级结构的形成中,星系的合并是频繁的,并且已知会显着影响它们的属性。为了理解这些相互作用,高分辨率的模拟是必不可少的,因为pc和Mpc尺度之间的非线性耦合。为此,我们提出了第一个自适应网格细化(AMR)模拟两个合并,低质量,最初富含气体的星系(1.8e10 Ms每个),包括恒星形成和反馈。通过~2e7总计算元素解决星系,我们实现了前所未有的多相星际介质的分辨率,发现一个广泛的星暴合并星系通过冲击诱导的恒星形成。AMR的高动态范围也使我们能够跟踪星系与其嵌入介质之间的相互作用,描绘星系外流和富含热金属的晕形成的方式。这些结果表明,AMR提供了一个强大的工具,在理解相互作用的星系。
2018-03-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALMA-QUARKS survey: Hot Molecular Cores are a long-standing phenomenon in the evolution of massive protostars
Xinjiang Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院新疆天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台);State Key Laboratory of Radio Astronomy(射电天文学国家重点实验室);Xinjiang Key Laboratory of Radio Astrophysics(新疆射电天体物理重点实验室);School of Physics and Astronomy, Yunnan University(云南大学物理与天文学院);Chinese Academy of Sciences South America Center for Astronomy, National Astronomical Observatories, CAS(中国科学院国家天文台拉美天文中心);Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院喷气推进实验室);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所);Indian Institute of Space Science and Technology(印度空间科学与技术学院);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);Max Planck Institute for Astronomy(马克斯·普朗克天文学研究所);Research Center for Astronomical computing, Zhejiang Laboratory(浙江实验室天文计算研究中心);Physical Research Laboratory(物理研究实验室);Department of Mathematical Sciences, University of South Africa(南非大学数学科学系);Department of Physics and Astronomy, Faculty of Physical Sciences, University of Nigeria(尼日利亚大学物理科学学院物理学与天文学系);Rosseland Centre for Solar Physics, University of Oslo(奥斯陆大学罗森德太阳物理中心);Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo(奥斯陆大学理论天体物理研究所);School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University(中山大学物理与天文学院);Department of Astronomy, School of Science, The University of Tokyo(东京大学理学学部天文学科);Korea Astronomy and Space Science Institute(韩国天体宇宙科学研究所);University of Science and Technology, Korea (UST)(韩国科学技术院)
本文基于QUARKS巡天1.3 mm数据,识别出125个热分子碎片并分为四类,揭示热核是大质量原恒星演化中长期且多态的现象,且星团内顺序大质量恒星形成与反馈机制无关。
2025-11-03 astro-ph.GA
Feeding the fire: Tracing the mass-loading of 10^7 K galactic outflows with O VI absorption
星系外流调节着星系转化为恒星的气体量。然而,很难测量流出物去除的质量,因为它们跨越大范围的温度和相。在这里,我们研究了一个透镜星系在z~2.9与突出的星际吸收线从O I,跟踪中性气体,到O VI,跟踪过渡相气体的休息帧紫外光谱。的O VI配置文件模仿弱低电离配置文件在低速度,和强饱和配置文件在高速度。这些趋势表明,OVI气体与低电离气体是共空间的。此外,在向蓝方向的速度为~ 200 km/s时,低电离流出物的柱密度迅速下降,而O VI柱密度上升,这表明O VI是在低电离气体被破坏时产生的。光电离模型不再现所观察到的O VI,但充分匹配的低电离气体,表明相有不同的形成机制。光电离流出的质量比O VI流出的大多数观察到的速度,虽然O VI质量流出率超过光电离流出的速度以上的星系的逃逸速度。因此,大多数能够逃离星系的气体都处于热流出阶段。我们认为,O VI吸收是一个临时的副产品传导转移质量从光电离阶段到一个未观察到的热风,并讨论如何观察到的环银河系介质的质量负荷的影响。
2017-10-29 astro-ph.GA
ALMA reveals extended cool gas and hot ionized outflows in a typical star-forming galaxy at $z=7.13$
我们目前的空间分辨形态属性的[CII] 158 $μ$ m,[OIII] 88 $μ$ m,尘埃,和静止帧紫外(UV)连续辐射的A1689-zD 1,一个强透镜,亚L * 星系在$z=7.13$,利用深阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)和哈勃太空望远镜(HST)的观测。虽然[OIII]线和UV连续谱是紧凑的,但[CII]线延伸到$r \sim 12$ kpc的半径。使用多波段静止帧远红外(FIR)连续数据范围从52-400 $μ$米,我们发现一个平均尘埃温度和发射率指数$T_{\rm dust} = 41^{+17}_{-14}$ K和$β= 1.7^{+1.1}_{-0.7}$,分别在整个星系。我们发现在不同的波长,这可能表明,尘埃温度随距离减小的尘埃连续轮廓略有差异。我们映射的恒星形成率(SFR)通过红外和紫外光度和确定总SFR的$37\pm 1~M_\odot~{\rm yr}^{-1}$与一个模糊的部分$87\%$。虽然[OIII]线是一个很好的示踪剂的SFR,[CII]线显示偏离当地的$L_{\rm [CII]}$ -SFR的关系在星系的外围。最后,我们观察到[CII]和[OIII]之间的谱线轮廓存在明显差异,在减去单个高斯模型后,[OIII]谱线中存在显著残差($\sim 5σ$)。这表明扩展的[CII]结构可能起源于热电离流出的冷却。扩展的[CII]和高速[OI…
2022-06-14 astro-ph.GA
Stratification of the AGN-Driven multi-phase outflows in the dwarf Seyfert galaxy NGC 4395
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics, IUCAA(天文学与天体物理学大学间中心);Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所);Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(天体生物学中心);Departamento de Física, CCNE, Universidade Federal de Santa Maria(圣玛丽亚联邦大学);Instituto de Física Fundamental, CSIC(基础物理研究所);Fakultät für Physik, Universität Bielefeld(比勒费尔德大学物理系);Assam Don Bosco University(阿萨姆唐博斯科大学)
研究通过多波段观测揭示NGC 4395中AGN驱动的多相喷流分层结构,发现不同电离态气体的喷流特征及动能耦合效率差异。
2026-03-04 astro-ph.GA
The Multi-Phase Cold Fountain in M82 Revealed by a Wide, Sensitive Map of the Molecular ISM
我们提出了一个广泛的区域(~ 8 × 8千秒差距),敏感的CO(2-1)辐射附近的星暴星系M82的地图。分子气体的范围远远超出恒星盘,包括与著名的外流有关的辐射,距离M82的中平面有3千秒差距。流出的运动学签名是可见的CO和HI排放:两个示踪剂显示短轴速度梯度,并一起显示双峰的配置文件,符合由一个由原子和分子气体的混合物制成的圆锥体为界的热流出。结合我们的CO和HI数据与观测的尘埃连续体,我们研究的变化特性的冷流出,因为它离开磁盘。虽然H_2在盘附近的ISM中占主导地位,但冷介质的主导相位在离开星系时发生变化,并在大约1 kpc后变成大部分原子。有几个论点认为,不管相位如何,冷外流中的质量不会使其远离盘;通过盘上方表面的质量通量似乎随着投影尺度长度的下降而下降,约为1-2 kpc。根据尘埃和CO在低强度下的近圆形等照度线以及作为距平面高度的函数的下降的旋转速度,冷物质也必须最终分布在比热流出大得多的角度上。M82的短轴在许多波长下都显得如此引人注目,因为热风腔和冷气体之间的界面产生了H α,热尘,PAH发射和散射的紫外光。我们还显示了一个正面的版本的M82的水平将被检测为流出的基础上未解决的光谱。最后,我们考虑CO到H $_2$转换因子的多重约束,该因子必须在整个星系中变化,但似乎只有一个因子~ 2,低于流出物中的银河值。
2015-09-09 astro-ph.GA
Submillimeter Interferometry of the Luminous Infrared Galaxy NGC 4418: A Hidden Hot Nucleus with an Inflow and an Outflow
我们首次以860和450微米的亚角秒分辨率观测了附近的亮红外星系NGC 4418的核,以表征其隐藏的动力源。在银河系中心100 pc尺度的分子气体浓度内发现了一个约20 pc(0.1”)的热尘埃核心。860微米的连续谱芯具有120-210 K的去卷积(峰值)亮度温度。CO(3-2)峰亮度温度在50 pc分辨率下高达90 K。核心的辐射热光度约为10^{11} Lsun,占星系光度的大部分。它的厚度为康普顿厚度(N_H >~ 10^{25} cm^{-2}),具有很高的光度质量比~500 Lsun/Msun,以及很高的光度表面密度10^{8.5+-0.5} Lsun pc^{-2}。这些参数与活动星系核是主要的光度源(爱丁顿比约为0.3)是一致的,同时它们也可能是由于在其最大L/M附近的年轻星暴。我们还发现了一个光学颜色(变红)的功能,我们属性的流出锥从核发出。因此,隐藏的热核显示了以前通过吸收线看到的流入和这里报道的不同方向的新流出的证据。原子核一定是随着这些气流迅速演化的。
2013-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Shock-multicloud interactions in galactic outflows -- II. Radiative fractal clouds and cold gas thermodynamics
星系风对宇宙物质循环至关重要,它将物质从星系的致密区域中输送出来。观测表明,在这样的风中,不同的温度相共存,这是不容易解释的。我们提出了一套三维冲击多云模拟,占辐射加热和冷却温度之间的$10^2\,\rm K$和$10^7\,\rm K$。冲击加热,动力学不稳定性,湍流,辐射加热和冷却之间的相互作用产生了一个复杂的多相流与雨状形态。云气碎裂并不断被侵蚀,变得有效地混合和质量加载。然后,产生的温暖的混合气体冷却下来,沉淀成新的致密的云团,重复这个过程。因此,辐射冷却能够通过帮助热云和热风中的气体凝结来维持快速移动的致密气体。在随后的流出物中,具有温度$\gtrsim 10^6\,\rm K$的热气体从温相和冷相中出来,温相和冷相分别在$\approx 10^4\,\rm K$和$\approx 10^2\,\rm K$附近达到热平衡。虽然热气体的体积填充因子在流出中较高,但大部分质量集中在具有这些温度的致密气体云和细丝中。多孔性更强的多云层导致更垂直延伸的流出,并且致密气体在更致密的层中更有效地产生。冷相不是由冲压压力加速的,而是从离开热平衡的温暖的混合气体中析出。这个循环可以解释银河系中心流出物中存在的具有$N_{\rm H\,{\scriptstyle I}}=10^{19-21}\,\rm cm^{-2}$和$Δv_{\rm FWHM}\lesssim37\,\rm km\,s…
2021-06-29 astro-ph.GA
The Link between Hot and Cool Outflows
热恒星流出和冷恒星流出之间的联系被证明是正确预测最大质量的黑洞(BH)的质量低于所谓的对不稳定超新星(PISN)质量差距的关键。引力波(GW)事件190521据称举办了一个“不可能”的85太阳质量的沉重BH。在这里,我们将展示我们如何增加对金属丰度Z和温度相关质量损失的了解,这对我们的低Z蓝超巨星(BSG)祖先的进化方案至关重要,最初大约有100个太阳质量的恒星。我们使用MESA恒星演化模拟实验表明,只要我们能保持这样的恒星高于8000 K,这样的低Z BSG可以避免强风,并保持一个非常大的信封质量完整的核心崩溃之前。这自然会导致宇宙时间相关的最大BH函数低于PISN间隙。
2022-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE