磁化星际分子云 I. 模拟与塞曼观测的比较

在恒星形成气体中磁场最精确的测量基于Crutcher等人(2010)分析的塞曼观测。我们表明他们发现的3D磁场标度近似正比于密度$^{0.65}$也可从观测的视线场分析得到。我们呈现了两个大尺度AMR MHD模拟，模拟数千$M_\odot$的湍流、等温、自引力气体，一个具有强初始磁场（阿尔文马赫数$M_{A,0}= 1$）和一个具有弱初始场（$M_{A,0}=10$）。我们构建了每次模拟中100个最质量团块（clumps）的样本，并显示它们展现出场强与密度之间的幂律关系，与观测结果极好一致。我们的结果意味着星际介质中分子团块的平均场为$<B_{tot}> \sim 42 n_{H,4}^{0.65} \mu$G。此外，模拟中视线场与密度$^{0.65}$之比的中值对于强场和弱场情况分别在观测值的约(1.3, 1.7)倍范围内。质量通量比（归一化到临界值）的中值是视线值的70%。这大于通常引用的球状云的50%，因为实际质量通量比取决于体积加权场，而观测值取决于质量加权场。我们的结果表明ISM中的典型分子团块显著超临界（约3倍）。我们的强场模型结果与Li等人(2009)的观测在定量上非常一致，其显示了小尺度和大尺度间场取向的强关联。由于弱场模型中关联可忽略，我们得出结论：分子云形成于强磁化（尽管磁超临界）气体。