利用银河系HI 21 cm发射研究温与冷中性介质中的湍流功率谱

星际介质不同示踪物的小尺度涨落可用于研究天体物理尺度上湍流的性质。其中，‘连续’发射示踪沿视线积分的涨落，而谱线示踪还给出不同速度通道的信息。最近，Miville-Desch\^enes等人（2016）测量了连续尘埃发射的强度涨落功率谱，并对银河系某一区域发现幂律行为，幂律指数为$-2.9 \pm 0.1$。此处，我们利用来自弥漫中性介质的高速度分辨率21 cm发射研究同一区域，并估计不同谱通道上的功率谱。测得的21 cm功率谱也遵循幂律，但我们发现幂律指数随速度有显著变化。由积分图对不同成分估计的幂律指数值差异很大，这表明湍流性质依赖于温度、密度与电离分数而不同。我们还将21 cm发射平滑至$1.03$至$13.39~{\rm km~s^{-1}}$的速度分辨率后测量功率谱，但功率谱在误差范围内保持不变。这表明观测涨落主要由密度涨落主导，且我们只能约束速度结构函数的幂律指数为$0.0 \pm 1.1$，其与预言的Kolmogorov湍流$(\gamma=2/3)$及激波主导介质$(\gamma=1.0)$均一致。