关于膨胀 HII 区的湍流驱动模式

我们研究了大质量恒星电离辐射对周围星际介质（ISM）的湍流驱动模式。我们运行了受平面平行电离前沿冲击的湍流云体的流体动力学模拟。我们发现电离辐射形成了让人联想到观测中所见的中性气体柱状结构。我们通过计算驱动参数 $b$ 来量化中性气体中的湍流驱动模式，该参数由对数密度反差方差 $\sigma_s^2$（其中 $s = \ln({\rho/\rho_0})$，气体密度为 $\rho$，其平均值为 $\rho_0$）与湍流马赫数 $\mathcal{M}$ 之间的关系 $\sigma_s^2 = \ln({1+b^2\mathcal{M}^2})$ 表征。先前的研究表明 $b\sim1/3$ 表示螺线管（无散度）驱动，$b\sim1$ 表示压缩（无旋）驱动，其中 $b\sim1$ 产生的恒星形成率比 $b\sim1/3$ 高出至多十倍。我们研究中 $b$ 的时间变化使我们推断电离辐射本质上是一种压缩湍流驱动源，其时间平均 $b\sim 0.76 \pm 0.08$。我们还研究了预期会发生恒星形成的柱状结构处的 $b$ 值，发现这些柱状结构在形成时以螺线管与压缩湍流模式的自然混合（$b\sim0.4$）为特征，随后演化为更具压缩性的湍流状态，其 $b\sim0.5$--$0.6$。对柱状区域的位力参数分析支持这一结论。这表明大质量恒星的电离辐射可能能够通过在柱状结构中产生以压缩为主的湍流气体来触发恒星形成。