Thermal energies deposited by OB stellar clusters in starburst galaxies lead to the formation of galactic superwinds. Multi-wavelength observations of starburst-driven superwinds pointed at complex thermal and ionization structures which cannot adequately be explained by simple adiabatic assumptions. In this study, we perform hydrodynamic simulations of a fluid model coupled to radiative cooling functions, and generate time-dependent non-equilibrium photoionization models to predict physical conditions and ionization structures of superwinds using the MAIHEM atomic and cooling package built on the program FLASH. Time-dependent ionization states and physical conditions produced by our simulations are used to calculate the emission lines of superwinds for various parameters, which allow us to explore implications of non-equilibrium ionization for starburst regions with potential radiative cooling.
Catastrophic Cooling in Superwinds: Line Emission and Non-equilibrium Ionization
外流是星暴星系中超星团（SSC）力学反馈的一个普遍特征，在星系演化中起着重要作用。观测现在开始证实，外流可以经历灾难性的冷却，抑制绝热超级风。在这里，我们提出了一套一维的，流体动力学模拟，研究这些流出的电离结构和由此产生的线发射所产生的冷却气体。我们使用MAIHEM中的非平衡原子化学包，这是我们修改后的FLASH版本，它可以计算气体的电离状态，并在逐个离子的基础上计算总冷却速率。我们发现，灾难性的冷却模型产生强烈的星云线发射相比，绝热流出。我们还表明，这样的模型表现出非平衡条件，从而产生更多的高度电离态比等效的平衡模型。当包括来自母SSC的光电离时，灾难性冷却模型显示出强的C IV λ1549和O VI λ1037发射。对于密度束缚光电离，He II λ1640，λ4686，C III] λ1908，Si IV λ1206和Si III λ1400也被强烈增强。这些谱线出现在可能发生灾难性冷却的极端恒星暴中，这表明它们可以作为这种情况的诊断。这些流动产生的较高的电离可能有助于解释线发射，不能单独归因于SSC光电离。
JWST Observations of Starbursts: Dust Processing in the M82 Superwind
University of Maryland（马里兰大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of Toledo（托莱多大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；Leiden University（莱顿大学）；University of Wyoming（怀俄明大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；National Radio Astronomy Observatory（国家射电天文台）；ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D)（三维全天空天体物理学卓越研究中心 (ASTRO 3D)）；Universität Heidelberg（海德堡大学）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Universidad de Concepción（康塞普西翁大学）；Millennium Nucleus for Galaxies (MINGAL)（星系千年核心 (MINGAL)）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Center for Cosmology and AstroParticle Physics, The Ohio State University（俄亥俄州立大学宇宙学与暗物质粒子物理中心）；University of Kansas（堪萨斯大学）；Ghent University（根特大学）；New Mexico Institute of Mining and Technology（新墨西哥矿业与技术学院）；University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）；Minnesota Institute for Astrophysics, University of Minnesota（明尼苏达大学天体物理研究所）；Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales（迭戈帕托莱斯大学工程与科学学院天体物理研究所）；Max Planck Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）
我们提出了一个图集的星爆星系发射线跨越10个数量级的电离通量和7个数量级的氢数密度。耦合SEDs从Starburst 99与光电离计算多云，我们跟踪96条发射线从977毫米到205米，这是常见的星云区域，已观察到的H II地区，并作为有用的诊断线。每个模拟网格显示等效宽度，并包含通过提供光谱能量分布、化学丰度、尘埃含量和气体金属度（范围从0.2 Z $\odot$到5.0 Z $\odot$）计算的~1.5x10 $^4$光电离模型。我们的模拟将被证明是有用的星暴发射线数据分析，特别是关于本地星暴星系，显示高电离发射线。我们的图集的一个示例应用预测，C IV $λ$ 1549将作为一个有用的诊断发射线的蓬勃发展的恒星形成的詹姆斯韦伯太空望远镜的观测预测峰值等效宽度约为316。
Cosmic Ray Ionization of Low-Excitation Lines in Active Galactic Nuclei and Starburst Galaxies
National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波季斯特里安大学）；Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA)（阿拉贡宇宙物理学研究中心）；Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (INAF–IAPS)（国家天体物理与行星学研究所）
Power-law Emission-line Wings and Radiation-Driven Superwinds in Local Lyman Continuum Emitters
University of Michigan（密歇根大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Zhejiang University（浙江大学）；University of Texas at Austin（得克萨斯大学奥斯汀分校）；Laboratory for Atmospheric and Space Physics（大气与空间物理实验室）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Williams College（威廉姆斯学院）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Northwestern University（西北大学）
