双极扩散对低密度分子星际介质细丝的影响

分子星际介质的丝状结构及其形态与恒星形成的潜在联系近来因高分辨率观测巡天而备受关注。一个尤其令人困惑的问题是，本地星际细丝似乎具有相同的厚度，与其柱密度无关。这需要对它们的形成过程及控制其演化的物理机制有理论理解。本工作中，我们探索这样一种情景：细丝是大尺度星际湍流级联的耗散结构，而离子-中性粒子摩擦（也称为双极扩散）通过阻止小尺度压缩影响其尺寸。我们采用网格代码RAMSES进行的高分辨率三维MHD模拟，以研究非理想MHD湍流作为一种细丝形成机制。我们分析聚焦于所得丝状结构的质量和厚度分布。驱动与衰减MHD湍流的模拟均表明，当模型中包含双极扩散时，密度与磁场的形态有所不同。特别地，由于离子-中性粒子摩擦，最致密的结构更宽且质量更大，并且速度和密度的功率谱在较小波数处变陡。理想与非理想MHD模拟的比较显示，双极扩散使细丝厚度分布向更高值偏移。然而，没有任何分布展现出在观测到的本地细丝中发现的显著峰值。这些数值实验在动力学范围上的限制以及缺乏自重力，使我们目前无法断定这是由于细丝选取不同还是细丝形成固有物理所致。