Simulações numéricas hidrodinâmicas tridimensionais de ventos galácticos :: uma aplicação à galáxia de Starburst M82 / (2010)
- Authors:
- Autor USP: GERAISSATE, FERNANDA GADEIA - IAG
- Unidade: IAG
- Sigla do Departamento: AGA
- Subjects: GALÁXIAS; VENTO; SUPERNOVAS
- Language: Português
- Abstract: Neste trabalho foram apresentadas simulações numéricas hidrodinâmicas tridimensionais de ventos galácticos impulsionados por explosões de supernovas (SNs), com aplicação especial ao vento da galáxia de starburst M82. Em particular, foram realizadas simulações tridimensionais incluindo-se o resfriamento radiativo das espécies químicas fora do equilíbrio de ionização. Embora trabalhos anteriores tenham também levado em conta os efeitos das perdas radiativas do gás em suas simulações tridimensionais, estes se concentraram apenas na formação da estrutura filamentar. Senso assim, neste estudo, foram realizadas as primeiras análises sobre a evolução de diferentes espécies no vento galáctico. No cálculo explícito do resfriamento radiativo do vento foram consideradas as substâncias químicas do H ao O, sendo este último um importante agente resfriador para gases em altas temperaturas, como é o caso dos ventos galácticos. Todas as simulações foram realizadas com uma versão modificada para este fim de código de rede adaptativa YGUAZU. Para comparar com cálculos analíticos prévios de ventos estacionários, foram realizadas, primeiramente, simulações de ventos contínuos adiabáticos e com resfriamento radiativo explícito e também implícito. neste cálculo implícito, distintamente do explícito, evoluiu-se o vento considerando a equação de conservação de energia em sua forma adiabática e corrigindo a mesma a cada passo temporal dos efeitos das perdas radiativas do gás. As simulações do vento contínuo irrompendo do disco estratificado da galáxia para o halo revelaram a formação de um fluxo bipolar em apenas alguns milhões de anos. Este vento apresenta uma estrutura bifásica, com uma componente quente e rarefeita, movendo-se a velocidades de até 2500 km/s (em concordância com estimativas analíticas prévias), e uma componente mais densa e fria, envolvendo a componente quente com uma casca, (Continuação)(Continuação) formada pelo impacto supersônico do vento com o meio ambiente. Com a evolução do vento, esta casca de material chocado eventualmente se quebra em estruturas filamentares devido à ação da instabilidade de Rayleigh-Taylor. Tais estruturas movem-se com velocidades bem menores que a fase quente do vento (da ordem de 400-600 km/s). Em presença do resfriamento radiativo, a casca resfria-se rapidamente, formando filamentos bem mais densos e frios que no caso adiabático. Em uma segunda etapa, foram realizadas simulações numéricas de ventos intermitentes, resultantes de explosões de SNs em aglomerados estelares distribuídos aleatoriamente (no espaço e no tempo) dentro da região central da galáxia, em um raio R=200 pc. Estas simulações foram realizadas com o intuito de se reproduzir de modo mais realístico as condições observadas no vento de M82. Esta galáxia apresenta em sua região central de atividade de starburst uma complexa estrutura de associações estelares (cerca de 100 em R~200 pc) permeada por uma complexa distribuição de gás. As simulações de ventos intermitentes resultaram, como esperado, em fluxos morfologicamente bem mais complexos que os ventos contínuos, com a formação de uma estrutura de filamentos bem mais rica. Na presença do resfriamento radiativo, tanto nos cálculos implícitos como explícitos, os filamentos formados apresentam bastante semelhança com a estrutura filamentar observada no vento de M82, com filamentos de extensões da ordem de 300-1000 pc (para uma evolução de até 5.8.'10 POT.6' anos), massas '10 POT.4 a 10 POT.5 M IND.SOL', velocidades ~ 200-500 km/s, densidades de '10 POT.-2 a 10CM POT.-3' e temperaturas ~ '10 POT.4' k. verificou-se, entretanto, que a estrutura de filamentos resfriados no caso dos cálculos implícitos é ligeiramente mais rica que no caso dos cálculos explícitos. Como nos cálculos implícitos foi utilizada uma (Continuação)(Continua) curva de resfriamento para o gás que leva em conta também os metais mais pesados que o oxigênio, enquanto que nos casos explícitos foram levadas em conta as espécies químicas somente até o oxigênio, é possível que a presença de resfriadores como o neônio e o ferro no caso implícito tenham ajudado a aumentar a taxa de resfriamento do gás chocado nesses cálculos. Finalmente, a partir das simulações numéricas com resfriamento radiativo explícito, pôde-se construir mapas das concentrações de HI, HII, CII, CIII, CIV, OI, OII e OIII, carregadas pelo vento, varridas do meio interestelar da galáxia para o meio intergaláctico. Foi também possível estimar a fração de metais em excesso, produzida pelos dejetos das SNs e carregada com o vento. As estimativas obtidas das simulações indicam que de 1.5 a 4% da massa total do vento é de metais. Estes valores são compatíveis com uma abundância metálica próxima á solar.
- Imprenta:
- Publisher place: São Paulo,
- Date published: 2010
- Data da defesa: 30.11.2010
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ABNT
GERAISSATE, Fernanda Gadeia. Simulações numéricas hidrodinâmicas tridimensionais de ventos galácticos :: uma aplicação à galáxia de Starburst M82 /. 2010. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010. . Acesso em: 11 out. 2024. -
APA
Geraissate, F. G. (2010). Simulações numéricas hidrodinâmicas tridimensionais de ventos galácticos :: uma aplicação à galáxia de Starburst M82 / (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo,. -
NLM
Geraissate FG. Simulações numéricas hidrodinâmicas tridimensionais de ventos galácticos :: uma aplicação à galáxia de Starburst M82 /. 2010 ;[citado 2024 out. 11 ] -
Vancouver
Geraissate FG. Simulações numéricas hidrodinâmicas tridimensionais de ventos galácticos :: uma aplicação à galáxia de Starburst M82 /. 2010 ;[citado 2024 out. 11 ]
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