云系与星际介质之间动能与磁能的交换

我们通过 2D MHD 数值模拟研究了均匀磁场斜率于移动星际云的相互作用。特别是我们探讨了云系动能转化为磁能的结果，这种结果是由于磁场线的拉伸造成的。一些以前的模拟强调当磁场与云运动方向垂直时，围绕云系形成的 ``磁性护盾'' 在动力学中的可能重要性（Jones 等 1996, Miniati 等 1998）。然而，尚不清楚这些发现对假设的场配置和云系性质有多大依赖性。为了拓展对这一效应的理解，我们检查了多个新的案例，通过改变磁场取向角度相对于云系运动 (\theta)，云系-背景密度对比，以及云系马赫数来进行研究。我们表明在 2D 中且当 \theta 足够大时，磁场张力在高密度对比、低马赫数的云系运动动力学中可以占主导地位。在此类情况下，云系动能的显著比例可以转化为磁能，磁压在云系鼻尖处可超过冲击流的 ram pressure。我们推导了这种能量 ``转换'' 的特征时间尺度。我们还发现除非云系运动高度与磁场对齐，否则通过云系尾部的撕裂模式不稳定性导致的重连将限制形成强大的flux rope 特征。最后我们尝试从观察到的磁场特性来解释我们的模拟结果。