[論文レビュー] A Brief Review of Galactic Winds

Timothy M. Heckman, Todd A. Thompson|arXiv (Cornell University)|Jan 31, 2017

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 40被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、星形成銀河における銀河風を駆動する物理的メカニズムをレビューし、大質量星および超新星からの運動量とエネルギーの供給に焦点を当てる。M82をプロトタイプとして用い、風の多相的性質を示し、風の性質が宿主銀河の特徴と系統的に相関することを示し、銀河間媒体の化学的豊度向上と銀河進化の制御においてその重要な役割を強調する。

ABSTRACT

Galactic winds from star-forming galaxies play at key role in the evolution of galaxies and the inter-galactic medium. They transport metals out of galaxies, chemically-enriching the inter-galactic medium and modifying the chemical evolution of galaxies. They affect the surrounding inter-stellar and circum-galactic media, thereby influencing the growth of galaxies through gas accretion and star-formation. In this contribution we first summarize the physical mechanisms by which the momentum and energy output from a population of massive stars and associated supernovae can drive galactic winds. We use the proto-typical example of M82 to illustrate the multiphase nature of galactic winds. We then describe how the basic properties of galactic winds are derived from the data, and summarize how the properties of galactic winds vary systematically with the properties of the galaxies that launch them. We conclude with a brief discussion of the broad implications of galactic winds.

研究の動機と目的

• 大質量星および超新星がどのように銀河風を駆動するかの物理的メカニズムを理解すること。
• M82を代表例として用い、銀河風の多相的構造を検討すること。
• 観測データから銀河風の基本的性質を導出し、分析すること。
• 風の性質がその宿主銀河の特徴とどのように相関するかを調査すること。
• 銀河風が銀河および銀河間媒体の進化に与える広範な意味を評価すること。

提案手法

• 星形成領域における星族および超新星からの運動量とエネルギーのフィードバックを分析し、銀河風の主な駆動要因とすること。
• M82を代表的な事例として用い、風の多相的（高温、温性、冷温）構造を示すこと。
• 多波長観測データから風の性質（例：質量放出率、速度、金属量）を抽出すること。
• 異なる銀河における風の性質を系統的に比較し、宿主銀河パラメータとの相関関係を特定すること。
• 理論的モデルを適用して観測的風の特徴を解釈し、フィードバック効率を制約すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大質量星および超新星からどのようにして運動量とエネルギーが移動し、銀河風を駆動するのか。
• RQ2 M82のような代表的な星形成暴走銀河において、銀河風の多相的性質はどのように現れるのか。
• RQ3 銀河風の基本的性質を導くために用いられる主な観測的診断指標は何か。
• RQ4 質量放出率や速度といった風の性質は、宿主銀河の性質とどのようにスケーリングするのか。
• RQ5 銀河風が銀河間媒体の化学的豊度向上と銀河進化に与える大規模な意味は何か。

主な発見

• 銀河風は、主に星形成領域における大質量星および超新星からの運動量とエネルギーの総合的供給によって駆動される。
• M82の風は、高温のイオン化ガス、温性のイオン化および中性成分、そして冷たく密度の高いクラスターからなる多相的構造を示す。
• 風の質量放出率と速度は、宿主銀河の星形成率および星の質量と系統的に相関している。
• 銀河風は効率的に金属を銀河から運搬し、銀河間媒体を化学的に豊かにする。
• 銀河風からのフィードバックは、ガスの降着と星形成を制御し、銀河の長期的進化に影響を与える。