星系大尺度磁场与动力学质量之间的经验关系
星系天体物理
2016-02-17 v2
摘要
宇宙磁场的起源与演化以及磁场对星系演化的影响目前仍属未知。尽管存在一些挑战，发电机理论能够解释支配星系的大尺度相干磁场，但迄今为止该理论的观测证据非常匮乏。将具有已知大尺度磁场的非相互作用、非星系团星系的可用数据汇总后，我们发现星系的积分偏振通量密度 S(PI) 与旋转速度 v(rot) 之间存在紧密的相关性。假设宇宙射线电子数量与恒星形成率成正比，这导致大尺度磁场 B 与 v(rot) 之间几乎呈线性相关；而假设磁场与宇宙射线处于均分状态，则得到超线性相关。该相关性不能归因于活跃的线性 alpha-Omega 发电机，因为其与全局剪切或角速度之间不存在相关性。相反，它表明大尺度磁场与星系动力学质量之间存在耦合，即 B ~ M^(0.25-0.4)。因此，旋转更快和/或质量更大的星系具有更强的大尺度磁场。观测到的 B-v(rot) 相关性表明，在快速旋转的星系中，各向异性湍流磁场主导了 B，因为与气体耦合的湍流磁场在这些系统中由于强烈的气体压缩和/或局部剪切而得到增强和有序化。本研究支持只要星系的动力学质量保持恒定，大尺度磁场即处于稳态条件。
引用
@article{arxiv.1512.08145,
title = {An Empirical Relation Between The Large-Scale Magnetic Field And The Dynamical Mass In Galaxies},
author = {F. S. Tabatabaei and T. P. K. Martinsson and J. H. Knapen and J. E. Beckman and B. Koribalski and B. G. Elmegreen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.08145},
year = {2016}
}
备注
23 pages, 4 figures, accepted for publication in the Astrophysical Journal Letters