旋涡星系中的磁场演化与反转

我们使用具有强制螺旋势的星系的三维平滑粒子磁流体动力学（SPMHD）模拟研究星系磁场的演化。我们考虑磁场反转的出现以及磁场的放大。我们发现当跨螺旋激波的速度跳跃高于$\approx$20km s$^{-1}$时，在速度变化最大的地方（通常在我们模型中的内林德布拉德共振（ILR）处）会发生磁场反转。反转也发生在共转处，在螺旋臂的共转参考系中速度场方向发生反转。在更强振幅的螺旋势下它们出现得更早，而在更弱或没有螺旋臂时更晚或根本不出现。在我们的基准模型中，半径约4--6 kpc处出现的反转与银河系中已确认的一个反转一致，但我们提醒，替代的星系模型也可能给出类似的反转。我们发现，需要相对较高的分辨率（SPMHD中几百万粒子）才能产生一致的磁场行为。模型中发生了磁场放大，虽然其中一些可能真正归因于较差自转或螺旋臂，一些可能是数值伪影。我们使用Athena检验我们的结果，发现了反转但磁场放大较弱，表明SPMHD中磁场的一些放大是数值性的。