恒星反馈显著改变星系磁场的放大与形态

利用理想化、非宇宙学星系的高分辨率磁流体动力学模拟，我们研究了冷却、恒星形成与恒星反馈如何影响星系磁场。我们发现，由于气体密度分布的差异，磁场的放大历史、饱和值与形态因所采用的重子物理不同而有显著差异。特别是，采用绝热模型与亚网格（有效状态方程）恒星反馈模型的模拟给出较低的饱和值，且其形态相较于采用显式恒星反馈的模拟以及包含冷却与恒星形成但无反馈的模拟展现出更大尺度上的有序性。这些差异主要存在于密度高于星系平均值的气体中，这需要冷却与显式碎裂才能被捕捉到。无论包含何种重子物理，磁场强度与气体密度的标度关系为 $B\propto n^{2/3}$，表明在磁场放大期间存在各向同性磁通冻结或磁能与引力能之间的均分。我们得出结论，对冷却、恒星形成与恒星反馈的精确处理对于获得致密气体中正确的磁场强度与形态至关重要，这反过来对于正确建模其他依赖于磁场的物理过程（如宇宙线反馈）也是必不可少的。