弱电离等离子体中的开尔文-亥姆霍兹不稳定性 II：分子云中的多流体效应

我们针对弱电离的多流体磁流体力学（MHD）等离子体，研究了开尔文-亥姆霍兹不稳定性，其参数与典型分子云相匹配。该不稳定性能够将有序流动转化为无序流动。因此，它可能能够将恒星喷流产生的弓激波等结构中的能量转化为分子云中的湍流能量。由于这些云是弱电离的，理想磁流体力学近似在约十分之一秒差距或更小的尺度上不再适用。本文扩展了 Jones 与 Downes（2011）关于在多流体磁流体力学效应下开尔文-亥姆霍兹不稳定性演化的研究。这里在适用于分子云的物理参数下，同时研究了双极扩散和霍尔效应这两种效应。我们将注意力限制在单一剪切层的情形，其速度跳跃为跨声速但超阿尔芬速，计算域的选择与不稳定性线性最快增长模的波长相匹配。我们发现，虽然引入多流体效应并不影响不稳定性的线性增长率，但其非线性行为发生了相当大的变化。由于双极扩散，磁场与主体流动解耦，导致磁场的演化出现显著差异。霍尔效应预计会导致垂直于平面方向的磁力线发生明显的重新取向。然而，结果表明，与双极扩散的结合导致该效应被出乎意料地有效抑制。