Dynamics of dusty radiation-pressure-driven shells and clouds: fast outflows from galaxies, star clusters, massive stars, and AGN
Notice bibliographique
Résumé
It is typically assumed that radiation-pressure-driven winds are accelerated to an asymptotic velocity of v∞ ≃ vesc, where vesc is the escape velocity from the central source. We note that this is not the case for dusty shells and clouds. Instead, if the shell or cloud is initially optically thick to the UV emission from the source of luminosity L, then there is a significant boost in v∞ that reflects the integral of the momentum absorbed as it is accelerated. For shells reaching a generalized Eddington limit, we show that v∞ ≃ (4RUVL/Mshc)1/2, in both point-mass and isothermal-sphere potentials, where RUV is the radius where the shell becomes optically thin to UV photons, and Msh is the mass of the shell. The asymptotic velocity significantly exceeds vesc for typical parameters, and can explain the ∼1000–2000 km s−1 outflows observed from rapidly star-forming galaxies and active galactic nuclei (AGN) if the surrounding halo has low gas density. Similarly fast outflows from massive stars can be accelerated on ∼few–103 yr time-scales. These results carry over to clouds that subtend only a small fraction of the solid angle from the source of radiation and that expand as a consequence of their internal sound speed. We further consider the dynamics of shells that sweep up a dense circumstellar or circumgalactic medium. We calculate the ‘momentum ratio’ |$\dot{M} v/(L/c)$| in the shell limit and show that it can only significantly exceed ∼2 if the effective optical depth of the shell to re-radiated far-infrared photons is much larger than unity. We discuss simple prescriptions for the properties of galactic outflows for use in large-scale cosmological simulations. We also briefly discuss applications to the dusty ejection episodes of massive stars, the disruption of giant molecular clouds, and AGN.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».