[论文解读] 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 5

一句话总结

本文综述了星系形成星系中星系风的物理机制，强调了大质量恒星和超新星提供的动量与能量输入。以M82为原型，展示了风的多相特性，并系统地展示了风的性质与宿主星系特征之间的相关性，突显了其在丰富星系际介质和调控星系演化中的关键作用。

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.

研究动机与目标

• 理解大质量恒星和超新星如何通过物理机制驱动星系风。
• 以M82作为典型范例，研究星系风的多相结构。
• 从观测数据中推导并分析星系风的基本特性。
• 研究风的性质如何与宿主星系的特性相关联。
• 评估星系风对星系及星系际介质演化的广泛影响。

提出的方法

• 分析恒星群体和超新星的动量与能量反馈，作为星系风的主要驱动力。
• 以M82作为典型案例研究，展示星系风的多相（高温、温、冷）结构。
• 从多波段观测数据中提取风的特性（例如，质量外流率、速度、金属度）。
• 系统比较不同星系中风的特性，以识别其与宿主星系参数的相关性。
• 应用理论模型来解释观测到的风信号，并约束反馈效率。

实验结果

研究问题

• RQ1 哪些物理机制将动量和能量从大质量恒星和超新星传递至星系风以驱动其运动？
• RQ2 在像M82这样的典型星暴星系中，星系风的多相特性如何表现？
• RQ3 用于推导星系风基本特性的关键观测诊断手段有哪些？
• RQ4 风的性质（如质量外流率和速度）如何随宿主星系特性而变化？
• RQ5 星系风对星系际介质化学富集和星系演化的宏观影响是什么？

主要发现

• 星系风主要由星形成区中大质量恒星和超新星的联合动量与能量输入所驱动。
• M82中的风表现出多相结构，包括高温电离气体、温电离和中性组分，以及冷而致密的团块。
• 风的质量外流率和速度与宿主星系的恒星形成率和恒星质量系统性相关。
• 星系风能有效将金属元素从星系中输运出去，从而化学富集星系际介质。
• 星系风的反馈调节了气体吸积和恒星形成，从而影响星系的长期演化。