含辐射冷却与加热的银河系中心区域 MHD 模拟

我们通过带辐射冷却与加热的三维模拟研究磁场在星系核球区域气体动力学中的作用。虽然在 $T>10^6\ {\rm K}$ 的晕区形成了高温日冕，但中平面附近的温度遵循由辐射冷却与加热决定的热平衡曲线，为 $\lesssim 10^4\ {\rm K}$。尽管星际气体的热能因辐射冷却而损失，磁场强度的饱和水平并不显著依赖于辐射冷却与加热。磁场强度平均放大到 $10\ {\rm \mu G}$，并在局部达到数百 ${\rm \mu G}$。我们发现，在含辐射冷却与加热的情形下，中纬度处形成了磁主导区域，而在无辐射效应的情形中未观察到。中纬度区域的垂直厚度为距银河系中心径向位置 $0.4-0.8\ {\rm kpc}$ 处的 $50-150\ {\rm pc}$，这与观测到的中性原子气体垂直分布相当。当对星系核球区域上积分的不同能量密度分量取平均时，磁能与热能相当。我们得出结论：磁场在控制星系核球区域的动力学与热性质方面起着实质性作用。