银河系类似星系晕中强磁场的起源

本文提出了一个解析模型，预测星系晕内磁场强度的增长率、绝对增长时间和饱和值。将解析结果与使用N体/SPMHD代码Gadget进行的银河系类似星系晕形成的宇宙学MHD模拟进行比较。该晕的质量约为$3\times10^{12} M_\odot$，维里半径约为270 kpc。在ΛCDM宇宙学中的模拟还包括辐射冷却、恒星形成、超新星反馈和非理想MHD的描述。强度从$10^{-10}$到$10^{-34}$ G的原始磁种子场与气体一起在纤维和原晕中聚集。在那里，它在几亿年内被放大到与相应湍流能量均分。磁场强度通过湍流小尺度发电机作用增加。湍流由引力坍缩和超新星反馈产生。随后，一系列晕合并导致激波和放大过程，在几十亿年内使周围气体磁化。首先，磁能在小尺度上增长，然后自组织到大尺度。在晕中心达到约$10^{-6}$ G的磁场强度，在IGM中下降到约$10^{-9}$ G。通过分析饱和水平和增长率，该模型能够很好地描述磁放大过程，并证实了模拟结果。