线偏振发射研究的先进诊断方法 II：在弥漫星际射电同步辐射发射中的应用

偏振发射的诊断为我们提供了关于银河系磁场和星际介质中湍流状态的宝贵信息，这些信息无法仅从同步辐射强度获得。在论文 I（Herron 等，2017b）中，我们推导了在 $Q$-$U$ 平面上旋转和平移不变的类偏振梯度偏振诊断量。在本文中，我们将这些诊断量应用于具有一系列声速马赫数和阿尔文马赫数的理想磁流体湍流模拟。我们为这些模拟生成斯托克斯 $Q$ 和 $U$ 的合成图像，情形包括湍流被均匀偏振发射从背后照亮，以及偏振发射源自湍流体积内部。从这些模拟图像中，我们计算论文 I 中推导的偏振诊断量，针对相对于平均磁场的不同视线方向以及一系列频率。对于所有模拟，我们发现偏振梯度与广义偏振梯度非常相似，并且当发射源自湍流体积内部时（只要介质不是超声速的）二者均追踪磁电离介质的空间变化。我们提出了一种区分发射来自湍流法拉第旋转介质背后或内部的方法，以及部分绘制观测区域旋转量度的方法。我们还对这些诊断量的统计量进行推测，可能使我们能够约束观测湍流区域的物理性质。