由湍流理论得磁场强度（I）：利用微分测量法(DMA)
星系天体物理
2022-08-31 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
平均天空平面磁场强度传统上由偏振与光谱数据结合Davis-Chandrasekhar-Fermi (DCF)技术获得。然而，我们指出DCF的主要问题在于其忽视了MHD湍流的各向异性特征。基于现代MHD湍流理论，我们引入一种从观测获取磁场强度的新方法。与DCF不同，新技术不使用偏振角与视线速度的弥散，而是使用由结构函数给出的这些量的增量。为涵盖该技术可适用的多种天体物理条件，我们考虑了磁压大于气压（如对应分子云）以及气压大于磁压（对应暖中性介质）两种介质中的湍流。我们给出了这些介质中任意Alfvén、慢模与快模混合比例的一般表达式，并详细考虑了与弥漫介质和分子云相关的特例。我们利用MHD湍流模拟得到的合成观测成功检验了结果。我们证明，与DCF不同，我们的微分测量法(Differential Measure Approach, DMA)可用于测量磁场强度分布，能在数据有限时提供磁场测量，并且在存在非湍流性质引起的大尺度变化时更加稳定。同时，我们的研究揭示了早期DCF研究的缺陷。
引用
@article{arxiv.2204.09731,
title = {Magnetic field strength from turbulence theory (I): Using differential measure approach (DMA)},
author = {A. Lazarian and Ka Ho Yuen and Dmitri Pogosyan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.09731},
year = {2022}
}
备注
53 pages, 32 figures, Accepted by ApJ for publications. Code: https://github.com/kyuen2/MHD_Mode