迈向银河系的混合发电机模型

(摘要删节) 基于法拉第旋转测量和偏振同步辐射的全天数据迅速增加，银河系磁场现在以前所未有的细节和复杂度进行建模。我们旨在用物理动机明确且定量的银河系发电机模型来补充这种启发式方法——该模型允许整个系统的演化，而不仅仅是针对固定静态盘求解感应方程。基于平均场磁流体动力学框架并将其扩展至混合演化领域，我们进行了银河系盘的三维全局模拟。体现平均场发电机的闭合系数已针对超新星驱动的星际湍流的解析盒模拟进行了校准。出现的发电机解包含占主导地位且具有偶宇称的轴对称 S0 模与次主导且具有奇宇称的 A0 模的混合。值得注意的是，这种模的叠加在银河系盘的一侧产生了强烈的局域垂直场。我们还发现了显著的径向倾角，其随半径衰减——这由盘的张角（flaring）解释。与先前的工作一致，磁不稳定性似乎局限于扰动较少的银河系外盘。其主要作用是在大半径处产生强场，使得磁场的径向尺度长度从 4 kpc（仅平均场发电机情况）增加到混合模型中的约 10 kpc。仍有一些方面（例如旋臂、X 形晕场、涨落场）未被当前模型捕捉，需要进一步开发以实现完全的动力学演化。尽管如此，本文展示的工作表明银河系发电机的混合建模是可行的，并可作为未来努力的基础。