孤立星系中星系发电机的数值依赖性研究：基于SPH方法

理解作用于星系发电机的数值依赖性，是确定恰当捕捉星系中观测磁场所需分辨率与条件的关键一步。本文利用平滑粒子磁流体力学（SPMHD），对孤立旋涡星系中星系发电机的数值依赖性进行了广泛研究。我们执行了53个具有不同初始设置、反馈、分辨率、金斯下限和耗散参数的孤立旋涡星系模拟。结果显示，在盘内的旋臂区域出现了强平均场发电机，可能由经典的α-ω发电机或近期描述的引力不稳定性发电机产生。反馈的引入对放大过程同时具有破坏性和积极性作用。放大的破坏性干涉源于盘中细丝结构的破坏、湍流扩散的增加以及磁通量从中心平面喷射到环星系介质中。反馈的积极效应是增加了垂直运动以及发展的湍流喷泉流，显示出对星系内小尺度垂直结构和数值耗散的高度依赖性。具有有效发电机的星系，其磁能密度饱和于热能密度的10–30%水平。在所有模拟中，密度平均的数值普朗特数在星系各处均低于1，并随半径增大而增大。假设湍流注入长度为1 kpc，数值磁雷诺数处于$Re_{mag}=10-400$范围内，表明某些区域低于小尺度发电机活跃所需的水平（$Re_{mag,crit}=30-2700$）。