基于速度结构函数测量的 QSO 宿主星云湍流经验约束

我们给出了围绕四个红移 $z\!\approx\!0.5$–1.1 明亮 QSO 的弥漫星系周介质中湍流速度场的首次经验约束。利用 VLT 上的 MUSE 进行的积分视场光谱观测，在 [OII]$\lambda\lambda\,3727,3729$ 和/或 [OIII]$\lambda\,5008$ 发射线中揭示了以 QSO 为中心、直径约 $\!50$–100 物理 kpc 的空间延展星云。我们测量了二阶与三阶速度结构函数（VSFs），尺度范围从 $\lesssim\!5$ kpc 到 $\!\approx\!20$–50 kpc，以量化这些星云中不同尺度间的湍流能量传输。虽然当前数据无法约束能量注入与耗散尺度，但我们表明，在考虑大气视宁度、空间平滑与大尺度整体流的影响后，可确定 VSFs 幂律斜率的稳健约束。在所研究的四个 QSO 星云中，有一个的 VSFs 与 Kolmogorov 定律极为吻合，该定律适用于各向同性、均匀且不可压缩的湍流。其余三个视场中 VSFs 从大尺度到小尺度下降较缓。然而，受限于视宁度受限数据中空间尺度的动态范围，无法约束这三个星云的 VSF 斜率。对于符合 Kolmogorov 定律的 QSO 星云，我们确定其湍流能量级联率约为 $\!0.2$ cm$^{2}$ s$^{-3}$。我们在星系周介质中 QSO 供给与反馈的背景下讨论了所观测 VSFs 的意义。