天体物理小尺度发电机在适度磁朗里茨数下的渐近行为

磁场在多个尺度上对星系动力学和结构至关重要，包括多相压力平衡、尘埃加工和星形成。发电机决定了它们的动力学结构和强度。对大尺度和小尺度发电机的模拟已成功开发出与观察结果一致的平均场强度和拓扑，但湍流场强度远低于观察值。而小尺度发电机的模拟在以星际介质相关参数情况下，产生的湍流场强度比观察值或理论预期低一个数量级。我们使用在 GPU 上加速的 Pencil Code 配合 Astaroth，进行包含加热和冷却的超级新星驱动星系发电机的高分辨率模拟。我们的模型显示，小尺度发电机产生的湍流场强度在仅仅适度的磁朗里茨数下就接近渐近值。这使我们能够据此建议将此星系磁场组成部分的关键特征纳入全局星系模型。该渐近极限在磁朗里茨数仅为几百时就已出现，这远低于星际介质的物理值，与先前针对等温可压缩流的发现一致。