湍流暖电离介质：发射度量分布与 MHD 模拟

我们利用 Wisconsin H-Alpha Mapper (WHAM) 北天巡天数据，分析了银河系暖电离介质（WIM）的 H-alpha 发射度量（EM）分布。我们的样本限制在银河纬度 $|b| > 10$。我们剔除了与十九个高纬度经典 H II 区相交的视线，仅保留采样弥散 WIM 的视线。全样本的 EM $\sin |b|$ 分布无法用单一正态分布很好地表征，但与对数正态分布拟合极好，其 $<\log \text{EM} \sin |b|> = 0.146 \pm 0.001$，标准差为 $0.190 \pm 0.001$。$<\log \text{EM} \sin |b|>$ 从银河纬度 $10<|b|<30$ 处的 $0.260 \pm 0.002$ 下降至银河纬度 $60<|b|<90$ 处的 $0.038 \pm 0.002$。该分布在低银河纬度处可能略微变宽。我们将观测到的 EM 分布函数与非分层星际介质中等温湍流的三维磁流体动力学（MHD）模拟预测进行了比较。我们发现 EM $\sin |b|$ 的分布可以由声速马赫数约为 1.4-2.4 的弱超声速湍流模型很好地描述。该分布对磁场强度弱敏感。该模型还成功预测了脉冲星的色散度量分布和 H-alpha 线轮廓。在最佳拟合模型中，湍流 WIM 占据该层 1.0-1.8 kpc 标高内的 400-500 pc 垂直路径长度。WIM 气体具有密度的对数正态分布，最概然电子密度 $n_{pk} = 0.03$ cm$^{-3}$。我们还讨论了这些结果对解释 WIM 的填充因子、功率需求和磁场的意义。