星系三重奏：碰撞星系中磁场的模拟
星系天体物理
2015-05-20 v2
摘要
我们利用N体/SPH代码Gadget，对包含磁场演化的三个盘星系的多重并合进行了高分辨率模拟。首次将星系嵌入磁化的低密度介质中，从而模拟了周围的星系际介质（IGM）。模拟中包含了辐射冷却以及恒星形成和超新星反馈模型。前身盘具有10e-9至10e-6 G的初始磁种子场，IGM具有10e-12至10e-9 G的初始场。我们将模拟结果与排除磁场的运行结果进行了比较。结果表明，相互作用驱动的激波传播显著依赖于初始磁场强度。在初始场较强的模拟中，激波传播更快，表明激波受到磁压的支撑。激波的马赫数范围从非磁化情况下的约M=1.5到最高初始磁化情况下的M=6，导致激波加热的IGM气体温度更高。在并合后，系统中的磁场迅速饱和，星系内约为10e-6 G，IGM中约为10e-8 G，与初始值无关。这些场强与观测值一致，并对应于系统中磁压与湍流压的均分值。我们还展示了不同演化阶段的合成射电和偏振图，表明相互作用驱动的激波产生了大量的偏振辐射。这些理想化模拟表明，在星系相互作用过程中，磁场对IGM的流体动力学起着重要作用。我们还证明，即使是微弱的种子场，在多次星系并合过程中也能被有效增强。这种相互作用驱动的放大可能是宇宙磁化的关键过程。
引用
@article{arxiv.1011.5735,
title = {Galactic m\'enage \`a trois: Simulating magnetic fields in colliding galaxies},
author = {H. Kotarba and H. Lesch and K. Dolag and T. Naab and P. H. Johansson and J. Donnert and F. A. Stasyszyn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.5735},
year = {2015}
}
备注
32 pages, 24 figures, submitted to MNRAS, version 2 after 1st review, preprint with high resolution images available at http://www.usm.uni-muenchen.de/people/kotarba/3collision_MNRAS.pdf