Sturm und Drang：星暴星际介质中的超新星驱动湍流、磁场与宇宙射线
宇宙学与河外天体物理
2013-08-27 v1 星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
致密星暴区域中频繁的超新星爆发是塑造这些区域星际介质 (ISM) 的主要因素。在大多数星暴中，超新星遗迹炸开一个热相，填充该区域并启动超级风。密度更高的星暴因过压而无法形成热风，但超新星仍会搅动 ISM。我认为，超新星通过星暴 ISM 的各个相（包括热风）驱动了普遍存在的湍流，且涨落发电机将磁场放大直至其与湍流达到能量均分。取决于外尺度，超新星可在热风中驱动速度约 1000 km/s、在冷分子气体中驱动速度约 20 km/s 的湍流。我预测银河系中心星暴的磁场强度为 70 muG，M82 和 NGC 253 为 300 muG，Arp 220 核区为 2 mG。平均磁场强度在分子气体中比在热风中强几倍，但在星暴内部随密度变化不大。我解释了超新星驱动湍流的主导地位如何导致星暴 ISM 各成分间接近能量均分。我还考虑了对星暴中宇宙射线 (CR) 扩散的影响。级联至小尺度的高能量可能非常有效地将 CR 约束在星暴中，以至于 CR 输运由气体流动主导而非通过气体的扩散。此外，我讨论了湍流对 X 射线谱线宽度、远红外 - 射电相关性、观测到的射电极化以及法拉第旋转测量值的影响。最后，我讨论了关于星暴湍流物理提出的诸多问题。
引用
@article{arxiv.1308.5232,
title = {Sturm und Drang: Supernova-Driven Turbulence, Magnetic Fields, and Cosmic Rays in the Chaotic Starburst Interstellar Medium},
author = {Brian C. Lacki},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.5232},
year = {2013}
}
备注
37 pages emulateapj format, 8 tables, 7 figures