从谱线数据立方体统计湍流

谱线发射可以提供关于星际湍流的独特信息。超声速运动导致的多普勒位移包含关于湍流速度场的信息，这种信息通常难以测量。然而，分离速度与密度波动的问题尚未解决。以原子氢 (HI) 为测试案例，本文综述了适用于发射线研究的技术方法，重点介绍可提供关于速度与密度功率谱信息的技术。结果表明，最近发展的数学工具对此目的非常有前景。对 HI 的应用显示，在冷中性氢中，速度波动主导了谱线数据立方体中观察到的小尺度结构，这一结果对于解释观测数据至关重要，包括云的识别。速度波动主导了可以误被识别为扩散云的小尺度结构的形成。有人可能认为，HI 数据与金伯利-施里达尔（Goldreich-Shridhar）磁流体动力学湍流图景一致，但这种解释涉及的尺度级联（数千太阳系）目前还不符合能量注入的当前范式。磁场是否使湍流各向异性仍是一个未决问题，但如果是的话，本文表明，发射线研究可以可靠地确定磁场方向。本文讨论了使用发射线研究星际湍流的各种技术，例如谱相关函数、门类统计和主成分分析。