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自重、磁化云的动力学与结构演化:2.5 维湍流衰减模拟

天体物理学 2009-10-31 v1

摘要

银河系的分子组成部分由湍流、磁化云构成,其中许多云是自重的并形成恒星。为了理解这些云的演化如何取决于其湍流程度、平均磁化程度和自重程度,我们进行了一系列 2.5 维的直接数值 MHD 模拟。我们的两个独立调查参数允许我们模拟满足或不满足磁力-雅思稳定性和磁力临界性条件的云。我们第三组调查参数允许我们初始化为亚或超阿尔法én速度的湍流。我们评估每个云模型达到引力束缚的时刻,并测量每个模型在流体穿越时间内的动能损失。我们比较不同平均磁化程度模型中密度和磁场结构形态的演化,并量化由内部应力产生的密度对比度差异。我们发现 (c_s/v_A)^2 和 L/L_Jeans 的值——而非初始马赫数 v/c_s——决定了云的引力束缚和坍缩时间。我们发现,尽管磁场强度变化,湍流衰减时间几乎只有约一个数量级的差异。在所有模型中,我们发现磁场强度的湍流放大,湍流磁能在一次流体穿越时间内为 25-60% 动能的 25-60%。我们发现对于非自重演化阶段,质量平均密度对比度幅度 <log(ρ/ρ̄)> 位于 0.2-0.5 范围内;我们指出,只有更强磁化的模型与来自银河系 GMCs 中团块/间隙密度对比度的估计值相符。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/9810321,
  title  = {Kinetic and Structural Evolution of Self-gravitating, Magnetized Clouds: 2.5-Dimensional Simulations of Decaying Turbulence},
  author = {Eve C. Ostriker and Charles F. Gammie and James M. Stone},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9810321},
  year   = {2009}
}

备注

34 pages, 7 postscript figures, to appear in ApJ 3/1/99