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结合原子排列的 Davis-Chandrasekhar-Fermi 方法用于磁场测量

天体物理仪器与方法 2023-05-10 v2 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

Davis-Chandrasekhar-Fermi (DCF) 方法被广泛用于估计天体物理等离子体中的平均磁场强度。在本研究中,我们展示了一种结合 DCF 方法与一种有前景的磁场研究新诊断工具的数值研究:由原子排列效应产生的谱线偏振。我们从三维磁流体动力学 (MHD) 湍流模拟中获得合成光谱偏振观测,并使用 DCF 方法结合 GSA 偏振图以及为考虑湍流驱动尺度而做的修正,估计投影到天空平面的平均磁场。我们还将该方法与使用尘埃偏振观测的经典 DCF 方法进行比较。我们的观测表明,修正的 DCF 方法利用新提出的修正因子 ξ0.350.75\xi' \in 0.35 - 0.75 能正确估计亚阿尔文湍流的天空平面投影磁场强度。我们发现,对于所有磁场倾角和方位角,磁场强度均能被准确获得。我们还观察到该方法对视线方向平均磁场倾角存在最小阈值 θB16\theta_B \sim 16^\circ。由谱线偏振示踪的磁场弥散在精度上与尘埃偏振相当,同时减轻了与尘埃观测相关的一些不确定性。从同一原子/离子谱线目标测量的 DCF 观测量确保了磁场与速度涨落同一起源,并为示踪磁场的三维方向提供了可能。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.10665,
  title  = {Magnetic field measurement from the Davis-Chandrasekhar-Fermi method employed with Atomic Alignment},
  author = {Parth Pavaskar and Huirong Yan and Jungyeon Cho},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.10665},
  year   = {2023}
}

备注

Accepted MNRAS, 11 pages, 9 figures, 2 tables