巨分子云中湍流磁化气体的压缩

星际气体云通常既高度磁化又具有超音速湍流，其速度弥散由驱动与耗散之间的竞争决定。这种平衡在恒定平均密度气体的背景下已被广泛研究。然而，许多天体物理系统正在外部压力或引力作用下收缩，而收缩磁化介质中驱动与耗散之间的平衡尚待研究。在本文中，我们展示了类似于分子云内部物理条件的湍流磁化介质中压缩的三维（3D）磁流体动力学（MHD）模拟。我们发现，在某些情况下，压缩与磁场的结合导致的湍流耗散速率远低于在非磁化气体或非压缩磁化气体中观察到的速率。因此，收缩的磁化气体达到的平衡速度弥散远大于流体动力学或非压缩情况所预期的弥散。我们利用模拟结果构建了一个解析模型，该模型以理想状态方程的形式给出气体粗粒度包的有效状态方程，其多方指数依赖于磁与湍流分量之间的耗散和能量转移速率。我们认为，由压缩磁化湍流产生的耗散速率降低和更大的平衡速度弥散，对分子云中湍流的驱动和维持，以及对敏感于激波和耗散的化学和辐射过程速率具有重要影响。