多相湍流星际介质直接模拟中的发电机饱和
星系天体物理
2016-01-06 v1
摘要
在近邻盘状星系中通过偏振同步辐射观测到的有序磁场，可以用弥漫星际介质(ISM)中运行的平均场发电机来解释。此外，垂直磁通初始条件可能通过磁旋转不稳定性(MRI)的发生影响该发电机。我们旨在研究不同初始场构型对平均场发电机饱和状态的影响。这一动机源于先前观测到对于不同超新星爆发率获得了不同的饱和行为。我们进行了三维局部盒状垂直分层湍流星际介质的直接数值模拟(DNS)，水平方向采用剪切周期边界条件。与之前工作不同，我们还施加了垂直种子磁场。我们运行模拟直到磁能增长可忽略。此外，我们进行了等效的一维发电机模型模拟，其中发电机系数采用代数猝灭机制。我们将DNS中磁场的饱和与平均场发电机的代数猝灭进行比较。直接模拟中发现的最终磁场强度与猝灭的~发电机极为一致。对于代表银河系的超新星爆发率，通过星系风的磁场损失可能是饱和的原因。我们得出结论，旋涡星系中湍流磁场与规则磁场的相对强度可能取决于星系的恒星形成率。我们提出，带有代数猝灭的平均场方法可作为星系演化模拟中包含规定磁场反馈的简单亚网格尺度模型。
引用
@article{arxiv.1510.04178,
title = {Dynamo saturation in direct simulations of the multi-phase turbulent interstellar medium},
author = {A. Bendre and O. Gressel and D. Elstner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.04178},
year = {2016}
}