湍流分子云中的引力坍缩 II：磁氈动力学湍流
天体物理学
2010-10-28 v1
摘要
水动力学亚声速湍流只有在湍流驱动尺度小于最密集区域的局部Jeans长度时，才能防止局部引力坍缩，这是一种极严格的要求（论文 I）。磁场被提议可通过磁力学平衡或磁氈动力学（MHD）波来支撑分子云。前者会形成类板状云，后者不仅可对气体施加压力抵消引力，还可通过MHD波相互作用将湍流动能向更小尺度传递。这种湍流磁联动可能在小尺度提供足够能量以阻止局部坍缩。我们采用分辨率达256^3网格的MHD模拟检验了这一假设，使用ZEUS-3D代码。首先我们推导自引力磁化气体的分辨率准则：为防止因数值扩散导致磁力学支撑区域坍缩，最小Jeans长度必须被分辨率为4个网格。MHD波的分辨率要求提升至约6个网格。随后我们发现，除非提供磁力学平衡支撑，否则磁场无法阻止局部坍缩。较弱的磁场能稍微延缓坍缩并使其在支撑区域更均匀地发生，但仍无法在全局自由落下时间之外维持太久。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0009227,
title = {Gravitational Collapse in Turbulent Molecular Clouds. II. Magnetohydrodynamical Turbulence},
author = {F. Heitsch and M. -M. Mac Low and R. S. Klessen},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0009227},
year = {2010}
}
备注
32 pages, 14 figures, accepted by ApJ