含热传导、黏性与磁场的模拟星际介质中的热不稳定性与多相气体
星系天体物理
2021-08-24 v2
摘要
热不稳定性(TI)在星际介质(ISM)中多相结构的形成及其动力学中起着关键作用,也是各类天体物理环境中冷云形成的首要理论。本文中,我们利用二维(2D)模拟研究在不同初始条件和物理过程影响下的热不稳定性。我们尝试了具有不同初始功率谱的高斯随机场(GRF)密度扰动。我们还在各向同性流体力学和各向异性磁流体力学(MHD)模拟中引入了热传导与物理黏性。我们发现,初始GRF谱指数对热不稳定性的纯流体力学演化有显著影响,影响着云的尺寸、数量和运动。云破碎由两种机制导致:撕裂与收缩回弹。在各向同性传导与黏性的模拟中,云的结构与动力学由非线性区中的蒸发与凝结流主导,且流速受黏性调节。云瓦解由达里厄-朗道不稳定性(DLI)引起。尽管在极晚时期,所有流体力学模拟中的独立云均合并为单一冷结构。在MHD情形下,云结构由初始扰动与初始磁场强度共同决定。在高模拟中,各向异性传导使致密细丝与局地磁场对齐,且磁场方向可发生重新取向。强磁场抑制跨场收缩,冷细丝可沿初始场方向或与之垂直形成。
引用
@article{arxiv.2012.05252,
title = {Thermal Instability and Multiphase Gas in the Simulated Interstellar Medium with Conduction, Viscosity and Magnetic Fields},
author = {R. Michael Jennings and Yuan Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.05252},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 13 figures, 1 table, accepted to MNRAS