关于 turbulent 中星际原子氢结构. I- 物理特征

我们详细研究了二维数值模拟中 turbulent 双相中星际原子气体的统计特性。这些模拟在空间尺度上覆盖了3到4个数量级，自然产生小尺度结构，具有较大或较小的柱密度。我们计算了CNM结构的质量谱，发现${\cal N}(M) dM \propto M ^{-1.7} dM$，这与CO云推测的质量谱相当接近。我们提出了一种基于Press & Schecter (1974)方法形式化解释，利用WNM湍流亚声速的事实。该理论在二维中预测${\cal N}(M) \propto M ^{-5/3}$，在三维中预测${\cal N}(M) \propto M ^{-16/9}$。我们计算了速度和密度功率谱，得出结论：尽管后者较平坦（如同观测到的超声速等温湍流），前者遵循Kolmogorov预测，由其螺旋成分主导。这源于双稳态流的特性，即使WNM的均方马赫数并不大，仍会产生较大的密度波动。我们还发现，尽管能量在大尺度主要集中在WNM，但在较小尺度，能量主要集中在CNM碎片的动能中。