含双极扩散的亚阿尔芬非理想 MHD 湍流模拟：III. 对观测与湍流增强的启示
太阳与恒星天体物理
2015-05-30 v1
摘要
双极扩散（AD）被认为是重新分配恒星形成区域致密分子气体中磁通量的关键过程。我们利用重离子近似对低电离区域的这一过程进行了数值模拟。模拟针对强场（等离子体 \beta=0.1）和微弱超音速湍流（M=3，对应阿尔芬马赫数为 0.67）的区域。中性气体的速度功率谱在理想 MHD 情况下为 Iroshnikov-Kraichnan 谱，而在激波主导的流体动力学系统中变为 Burgers 谱。磁功率谱表现出类似的行为。我们使用一维辐射转移代码对模拟结果进行后处理；CS J=2-1 和 H13CO+ J=1-0 谱线的模拟发射表明，AD 的效应原则上是可以观测到的。观测发现离子的线宽小于中性粒子的线宽，我们证实了先前的推测，即这是由 AD 造成的。我们表明，除非 AD 强于通常观测到的水平，否则它不太可能影响推断场强的 Chandrasekhar-Fermi 方法。最后，我们提出了首个关于湍流增强 AD 的全三维研究，发现在我们所考虑的湍流水平下，对于非自引力系统，AD 被加速了 2-4.5 倍。
引用
@article{arxiv.1109.3016,
title = {Sub-Alfvenic Non-Ideal MHD Turbulence Simulations with Ambipolar Diffusion: III. Implications for Observations and Turbulent Enhancement},
author = {Pak Shing Li and Christopher F. McKee and Richard I. Klein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.3016},
year = {2015}
}
备注
22 pages, 8 figures