湍流分子云模型中的密度、速度和磁场结构

我们使用 3D 数值 MHD 模拟跟踪冷湍流气体系统的演化，参数代表 GMC 条件。我们研究了三个云模，具有不同的平均磁场，但初始速度场相同。我们显示，湍流能量在 0.4-0.8 流程跨越时间（2-4 百万年）后降低约为一半，磁超临界云模在约 6 百万年后坍缩，而亚临界云则不坍缩。我们将三个具有相同马赫数的时间片进行比较，分析密度、速度和磁场结构。体积密度和柱密度均呈对数正态分布，其中平均体积密度为无扰动值得 3-6 倍，但平均柱密度仅为无扰动值的 1.1-1.4 倍。我们使用分箱算法研究动力学量随空间尺度变化的依赖性，针对柱密度对比度（ROCs）进行分析。ROCs 的平均速度离散仅随尺度变化不显著，类似于 GMC 中小丘的平均尺度-行宽关系。ROCs 常常是空间上不相连区域的叠加，难以仅凭速度信息分离；同样的困难可能也影响对观测中 GMC 小丘的识别。我们分析了磁场结构，发现在高密度 regime 中，总磁场强度随密度呈对数斜率 1/3-2/3 增加。平均线-of-sight 磁场强度在投影云图中差异很大，且不随柱密度相关。我们计算了不同取向下的仿真星际偏振图，确定在极化角离散小于 25 度时，Chandrasekhar-Fermi 公式乘以约 0.5 的因子可很好地估计平面内磁场强度。