Velocity Segregation in a Clump-Like Outflow with a Non-Top Hat Velocity Cross-Section

Abstract

High velocity clumps joined to the outflow source by emission with a "Hubble law" ramp of linearly increasing radial velocity vs. distance are observed in some planetary nebulae and in some outflows in star formation regions. We propose a simple model in which a "clump" is ejected from a source over a period τ₀, with a strong axis to edge velocity stratification. This non-top hat cross section results in the production of a highly curved working surface (initially being pushed by the ejected material, and later coasting along due to its inertia). From both analytic models and numerical simulations we find that this working surface has a linear velocity vs. position ramp, and therefore reproduces in a qualitative way the "Hubble law clumps" in planetary nebulae and outflows from young stars.

Resumen

Nudos de alta velocidad unidos a la fuente del flujo por una emisión con una rampa de “ley de Hubble” de velocidades radiales con crecimiento lineal en función de la distancia se observan en algunas nebulosas planetarias y en algunos flujos en regiones de formación estelar. Proponemos un modelo simple en el que un “nudo” es expulsado de una fuente en un período τ0, con una fuerte estratifi- cación de velocidades del eje al borde. Esta estratificación tiene como resultado una superficie de trabajo curvada (inicialmente empujada por el material expulsado, y luego moviéndose bajo su propia inercia). Tanto en los modelos analíticos como en las simulaciones numéricas encontramos que esta superficie de trabajo tiene una dependencia lineal de velocidad vs. posición; por lo tanto, se reproducen cualita- tivamente los “nudos con ley de Hubble” en nebulosas planetarias y en flujos de estrellas jóvenes.