模拟冷 HI 结构的物理与几何性质

本文旨在帮助阐明磁化原子星际介质中由热不稳定性形成的冷结构的本质与性质。为此，我们在受迫（磁）流体动力学模拟中搜寻团块，其初始磁场范围从 0 到 8.3$\mu$G。我们通过核密度估计对包含约 1500 个团块的样本的物理与形态性质，以及团块主方向与内禀速度和磁场的相对取向进行了统计分析。所选团块的密度（$n\sim 50-200$cm$^{-3}$）、热压（$P_{th}/k\sim 4.9\times 10^3-10^4$K cm$^{-3}$）、平均磁场（$\sim 3-11$$\mu$G）和 sonic Mach 数均与观测报道的值相当。然而，我们发现该云样本在其压力平衡和 Alf\'enic Mach 数方面无法用单一机制描述。我们主要通过非球度和长扁度来度量团块的形态性质，它们似乎比轴比更为敏感。由此分析我们发现，磁场的存在，即便微弱，也会在定性上影响团块形态，使高度非球度和高度长扁团块的概率翻倍，即产生更多纤维状团块。最后，我们发现团块主方向与局地磁场之间的夹角位于 $\sim\pi/4-\pi/2$ 之间，并随磁场强度增大而转向更垂直的取向，而局地密度结构与局地磁场的相对方向则从平行过渡到垂直。