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原初等离子体的引力不稳定性:结构种子的各向异性演化

宇宙学与河外天体物理 2012-11-22 v2 等离子体物理

摘要

我们研究了强度与当前观测约束兼容的背景磁场如何影响哈勃半径尺度以下宇宙学密度扰动的线性演化。磁场提供了额外的压力,可以阻止特定扰动的增长;然而,磁压力仅限于垂直于磁场的平面。因此,系统的“金斯长度”不仅依赖于涨落的波长,还依赖于其方向,并且扰动演化是各向异性的。我们解析地推导了这一结果,并通过在物质主导时期对相关理想磁流体动力学方程的直接数值积分加以验证。在复合之前,动压力占主导,扰动以标准方式演化;而在复合之后,磁压力占主导,我们观察到各向异性演化。我们通过估计在复合时呈球对称的高斯扰动在坐标空间中的偏心率ϵ\epsilon来量化这一效应。对于亚星系尺度的扰动,取背景磁场强度约为10910^{-9}高斯,我们在z=10z=10时发现ϵ=0.7\epsilon = 0.7

关键词

引用

@article{arxiv.1107.3394,
  title  = {Gravitational instability of the primordial plasma: anisotropic evolution of structure seeds},
  author = {Massimiliano Lattanzi and Nakia Carlevaro and Giovanni Montani},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1107.3394},
  year   = {2012}
}

备注

11 pages, 5 figures. V2: Added discussion on the role of ambipolar diffusion. Matches version accepted for publication in Physics Letters B