各向异性粘性对星系团冷锋的影响

冷锋——星系团内介质 (ICM) 中的接触不连续面——本应因相关的剪切速度而被开尔文 - 赫姆霍兹 (K-H) 不稳定性破坏。然而，许多观测到的冷锋显得稳定。这为限制稳定它们的微观物理机制（如 ICM 粘性和/或磁场）提供了可能性。我们使用基于网格的 Athena MHD 代码，对由星系团核心中的亚音速气体晃动产生的冷锋进行了探索性高分辨率模拟，比较了各向同性 Spitzer 粘性和各向异性 Braginskii 粘性（预期存在于磁化等离子体中）的影响。具有完整 Braginskii 粘性或将各向同性 Spitzer 粘性减小约 f ~ 0.1 倍的磁化模拟，在抑制 K-H 不稳定性方面均与观测结果定性一致。Braginskii 粘性仅适度降低了晃动区域内的湍流均方根速度。我们还进行了有粘性和无粘性的非磁化模拟，发现即使初始磁场较弱且粘性相同，磁场对冷锋的外观也有显著影响。这表明，通过与模拟比较，从 X 射线观测中确定给定冷锋的主要抑制机制（例如粘性或磁场）并非易事。最后，我们进行了包含各向异性热传导的模拟，发现这些模拟中包含 Braginskii 粘性并不会显著影响冷锋的演化；它们会像无粘性情况下一样被热传导迅速抹平。