发电机放大类银河系星系的磁场
星系天体物理
2020-09-30 v1
摘要
旋涡星系的磁场极强,不可能为原初起源。其典型值超过早期宇宙任何预测值十亿倍以上。解释这一巨大增长并将其纳入星系演化理论是天体物理学中长期存在的挑战之一。迄今,星系磁场持续增长最成功的理论是 alpha-omega 发电机。该理论预测星系磁场具有偶极或四极特征形态,并已在外星系中被观测到。然而,迄今尚无在旋涡星系直接多物理场模拟中运行平均场发电机的直接证明。我们在本工作中给出了这一证明。我们采用包含磁化气体盘、暗物质晕、恒星及恒星反馈的孤立恒星形成旋涡星系数值模型。自然地,所得磁场具有包含强随机分量的复杂形态。通过对小尺度磁场进行平滑,我们得以分离平均分量与湍流分量并分别分析。我们发现,平均场发电机作为星系动力学演化的自然结果出现,并在半个 Gyr 内将磁场放大一个数量级。尽管这些模型具有高度动力学性质,磁场平均分量的形态仍与分析预测一致。该结果凸显了平均场发电机在星系演化中的重要性。此外,通过证明复杂星系环境中磁场的自然增长,它使我们向理解磁场的宇宙起源更近一步。
引用
@article{arxiv.2006.12574,
title = {A dynamo amplifies the magnetic field of a Milky-Way-like galaxy},
author = {Evangelia Ntormousi and Konstantinos Tassis and Fabio Del Sordo and Francesca Fragkoudi and Rüdiger Pakmor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.12574},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics