横向磁场贯穿的纤维状等温云的磁流体静力学平衡结构与质量

赫歇尔观测最近揭示，星际分子云由许多纤维状结构组成。光学和红外波段的偏振观测表明，磁场通常垂直于纤维状结构。本文研究了等温气体的磁流体静力学构型，其中热压力和洛伦兹力与自引力平衡，且磁场全局垂直于纤维状结构的轴。该模型由三个参数控制：中心与表面密度比（ρ_c/ρ_s）、周围星际气体的等离子体β（β_0）以及假设的母云半径与标高之比（R'_0），尽管质量如何相对于磁通量分布（质量加载）仍存在自由度。在R'_0足够小的情况下，磁场起到约束气体的作用。然而，磁场通常具有支撑云的作用。存在一个最大线质量（单位长度质量），超过该值云将无法抵抗引力。与非磁化云的最大线质量（2c_s^2/G，其中c_s和G分别表示等温声速和引力常数）相比，磁化纤维状云的最大线质量大于非磁化云。数值上得到最大线质量为λ_max ≃ 0.24 Φ_cl/G^{1/2} + 1.66 c_s^2/G，其中Φ_cl表示单位长度内穿过纤维状云的磁通量的一半。当单位长度磁通量超过Φ_cl ≳ 3 pc μG (c_s/190 m s^{-1})^2时，纤维状云的最大质量会受到磁场的显著影响。