星系旋臂导致的恒星形成与磁场放大

我们使用全局MHD星系模拟来研究旋臂对自调节星际介质中磁场演化和恒星形成的影响。同一个星系被模拟了两次：一次使用自洽的恒星旋臂，另一次通过一种新颖的数值方法（使用Ramses AMR代码）抑制恒星旋臂。旋臂持续促进恒星形成，旋臂星系的恒星形成率高出2.6倍。较高的形成率是由于沿旋臂聚集的高气体柱密度，而非在给定气体柱密度下提高了恒星形成效率。在两种情况下，磁场最初都是通过由超新星反馈驱动的湍流引发的小尺度发电机放大的。只有旋臂星系展现出由大尺度发电机导致的后期持续磁场增长（e折叠时间约600 Myr）。这导致在1 Gyr演化后，体积平均场强约为1 μG。平均场倾向于与旋臂对齐，并在高达10 kpc的尺度上保持相干。我们展示了一种新颖的大尺度发电机机制，其中旋臂驱动的径向流使得平均场得以放大。