Unravelling the multi-scale and turbulent structure of galactic winds

Abstract

Los vientos galácticos son flujos multifásicos de energía y materia que salen de las galaxias con formación estelar. Las observaciones de las líneas de emisión y absorción revelan que estos vientos son multifásicos y turbulentos. Contienen componentes moleculares, atómicos e ionizados caracterizados por diferentes densidades y temperaturas. La fase caliente de los vientos galácticos suele encontrarse con cúmulos interestelares de gas frío y nubes de polvo. Sin embargo, la detección de gas frío a distancias significativas de los centros de las galaxias es un misterio, dada la facilidad con la que las nubes frías pueden perturbarse. Por tanto, las simulaciones numéricas son esenciales para comprender los procesos físicos subyacentes a la supervivencia del gas frío. En este proyecto, llevamos a cabo un conjunto de simulaciones hidrodinámicas en 3D de un viento supersónico que interactúa con una disposición de múltiples nubes que viajan juntas. Estudiamos cómo influyen en su evolución el enfriamiento radiativo y las diferentes distancias de separación entre nubes. Descubrimos que el tiempo de vida del material denso y frío en las nubes radiativas es mayor que en sus homólogas adiabáticas. Esto se atribuye a la condensación del gas caliente, que sostiene eficazmente el gas denso en el flujo. Cuando las nubes están más separadas, es más probable que generen inestabilidades dinámicas, lo que conduce a mayores grados de mezcla y destrucción del gas denso. Por el contrario, cuando las nubes están más cerca, el mecanismo de condensación es especialmente importante debido al apantallamiento hidrodinámico, que ayuda a mantener el material frío durante toda la evolución. La velocidad de las nubes disminuye a medida que disminuye la distancia de separación entre nubes, ya que esta disposición provoca la generación de grandes densidades de columna. De este modo, el apantallamiento hidrodinámico y el enfriamiento radiativo resultan eficaces para mantener el gas denso frío durante largos periodos de tiempo.