云核与包层的磁化及重联扩散的其他观测后果

Crutcher (2012) 综述的关于分子云磁场的最新观测结果似乎与恒星形成的双极扩散理论预测不一致。这些结果包括：测得包层与云核之间的质磁比下降、未能探测到任何自引力磁亚临界云、确定总磁场强度具有平坦的概率密度函数（PDF）意味着存在许多磁场极弱的云，以及观测到的 $B \propto \rho^{2/3}$ 标度关系暗示了在弱磁场下的引力收缩。我们考虑了湍流分子云中磁场的演化问题，并讨论了由磁重联介导的磁场扩散过程。对于这一我们称为“重联扩散”的过程，我们提供了一个简单的物理模型，并指出基于当前对 MHD 湍流的理解，该过程是不可避免的。我们探讨了恒星形成过程中云核和包层预期的磁化问题，并表明重联扩散提供了一种有效的磁通量去除机制，其效率仅取决于云核和包层中 MHD 湍流的性质。结果是，坍缩过程中被困在包层中的磁通量比被困在云核中的磁通量释放得更快，导致包层中的磁场比云核中弱得多，这与观测结果一致。我们提供了支持这一结论的简单半解析模型计算，并在定性上与观测结果相符。我们认为，磁重联为恒星形成的磁通量问题提供了解决方案，且比长期存在的双极扩散范式更符合观测结果。