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云作为湍流密度波动的体现:对压力约束与光谱线数据解释的影响

天体物理学 2009-10-30 v2

摘要

我们检讨了 diffuse 和巨型分子云及其次级结构作为由大尺度星际湍流诱导的密度波动形成的观念。我们通过研究 ISM 中各种场的拓扑结构来实现这一目标。我们发现:a) 速度场在以阈值定义的云边界上是连续的;b) 这些云边界相当随意,没有对应于任何实际物理边界(如密度不连续);c) 速度突变与密度最大值一致;d) 对于云团集合的欧拉亥维赛定理中的体积和表面动能项在一般情况下相当;e) 磁场 exhibits 弯曲和反转,与类似密度特征高度相关。这些结果表明云是由碰撞的气流形成的。在此框架下,我们认为在湍流介质中,热力学压力平衡对云的约束是无关紧要的,因为惯性运动仍然可以扭曲或破坏云。湍流压力约束显得自相矛盾,因为湍流包含大尺度运动,这些运动必然扭曲云的边界。密度加权速度直方图显示出类似的 Full Width at Half Maximum (FWHM) 和类似的多分量结构,这些直方图特征不对应于孤立的“块”,而是对应于云中的延伸区域。我们认为本文所呈现的结果也可能适用于更小尺度的更高密度(分子云和核心)情况,除非在坍缩后期阶段的流动的热力学行为变得接近绝热,否则不可能产生准热力学平衡配置。我们预计这只会在恒星质量密度时才会发生。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/9806059,
  title  = {Clouds as Turbulent Density Fluctuations. Implications for pressure confinement and spectral line data interpretation},
  author = {Javier Ballesteros-Paredes and Enrique Vazquez-Semadeni and John Scalo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9806059},
  year   = {2009}
}

备注

20 pages, 11 PostScript figures, LaTex, ApJ submitted. Added reference to Chandrasekhar & Munch (1952) and corresponding discussion