巨分子云中自引力MHD湍流的观测诊断

我们通过将概率密度函数（PDFs）和空间密度功率谱应用于合成柱密度图，研究自引力MHD湍流的观测特征。我们发现存在坍缩云演化的三个可表征阶段，我们称之为“早期”、“中间”和“晚期”。在早期，即$t<0.15t_{ff}$，柱密度具有类似于非引力超音速湍流的功率谱斜率和对数正态分布。在中间阶段，即$0.15t_{ff}< t \leq 0.35t_{ff}$，在前恒星核的较平缓PDF和功率谱幂律斜率中存在特征。这些时刻的柱密度PDF幂律尾随具有视线平均斜率范围从-2.5到-1.5，较平缓的值属于具有较低磁场强度的模拟。密度功率谱斜率变平缓，并可由$P(k)=A_1k^{\beta_2}e^{-k/k_c}$表征，其中$A_1$描述振幅，$k^{\beta_2}$描述经典幂律行为，尺度$k_c$表征从湍流主导到自引力主导的转折。在坍缩晚期，即$\approx t>0.35t_{ff}$，功率谱斜率为正，且在PDF矩和Tsallis增量PDF参数中观察到急剧增加，这导致PDF-声速马赫数关系之间的偏差。最后，我们表明引力在密度功率谱上的印记可通过在非引力湍流中引入幅度等同于给定自引力图中最大值的δ函数复制。我们发现通过高密度物质的空间滤波恢复了湍流功率谱。