磁化湍流气体在辐射冷却下的压缩形成分子云
星系天体物理
2020-02-26 v2
摘要
磁化气体的复杂湍流运动在星际介质中无处不在。然而，这种湍流的来源仍知之甚少。先前的研究表明，由超新星激波、引力或云碰撞引起的压缩可能在某种程度上驱动了湍流。在这项工作中，我们展示了从星际介质的暖中性介质（WNM）到冷致密分子云形成的湍流磁化云收缩的三维（3D）磁流体力学（MHD）模拟，其中包括辐射加热和冷却。我们研究了不同的收缩速率，发现当收缩速率等于湍流翻转速率时，观测到的分子云性质（如温度、密度、马赫数和磁场强度）及其各自的标度关系得到最好的再现。相反，如果收缩速率显著大于（小于）翻转速率，压缩会驱动过多（过少）的湍流，产生不真实的云性质。我们发现密度概率分布函数从代表两相星际介质的双对数正态演化为冷致密相中的偏斜单对数正态。对于纯流体动力学模拟，我们发现收缩云湍流的等效驱动参数为自然到轻度压缩型（\mbox{--}），而对于 MHD 湍流，我们发现 \mbox{--}，即螺线管型到自然混合型。总体而言，以等于湍流翻转速率收缩的模拟云的物理性质表明，大尺度收缩可以解释星际介质中湍流的起源和演化。
引用
@article{arxiv.1910.13762,
title = {Molecular cloud formation by compression of magnetized turbulent gas subjected to radiative cooling},
author = {Ankush Mandal and Christoph Federrath and Bastian Körtgen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.13762},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 9 figures. Accepted for publication in MNRAS