湍流介质中的 HI 到 H2 转变
星系天体物理
2017-07-26 v2
摘要
我们通过解析和数值方法研究了湍流引起的密度涨落对光致离解区（PDRs）中 HI/H 结构的影响。我们对亚声速和超声速湍流气体进行了磁流体动力学数值模拟，并进行了化学 HI/H 平衡计算。在假设化学平衡的条件下，我们推导了原子到分子密度轮廓和 HI 柱密度概率密度函数（PDF）。我们发现，尽管 HI/H 密度轮廓在湍流气体中受到强烈扰动，但平均 HI 柱密度可以很好地用 Sternberg 等人（2014）的均匀密度解析公式近似。PDF 的宽度取决于 (a) 辐射强度与平均密度之比，(b) 声速马赫数，以及 (c) 湍流退相关尺度或驱动尺度。我们推导了一个 HI PDF 的解析模型，并展示了如何将我们的模型与 21 cm 观测相结合，来约束湍流气体的马赫数和驱动尺度。作为示例，我们将模型应用于英仙座分子云中 HI 的观测。我们表明，观测到的窄 HI PDF 可能意味着小尺度退相关，这指向了亚云尺度湍流驱动的潜在重要性。
引用
@article{arxiv.1703.08549,
title = {The HI-to-H2 Transition in a Turbulent Medium},
author = {Shmuel Bialy and Blakesley Burkhart and Amiel Sternberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.08549},
year = {2017}
}
备注
14 pages, 11 figures, including Appendix. Accepted for publication in ApJ