速度质心作为湍流速度统计的探测器

我们利用磁流体动力学（MHD）模拟结果来模拟光谱观测，并使用质心图来研究其统计特性。为了评估在何种情况下可以从速度质心中检索速度场的尺度特性，我们将速度质心的两个点统计特性（结构函数和功率谱）与底层速度场以及前一篇论文中（Lazarian & Esquivel 2003）所提出的解析预测进行比较。我们测试了从速度质心中恢复速度谱指数的准则，并提出一种仅使用“未归一化”速度质心和柱密度图方差的近似方法。发现两种准则都必要但并非充分来确定是否可以恢复速度统计。两种准则在亚声速湍流中均被满足。我们发现对于声数>2.5的亚声速湍流，质心无法追踪速度的谱指数。然而，从渐近条件来看，我们主张只要密度谱足够陡峦且观测到的惯性范围足够扩展，总能恢复速度统计。此外，我们展示即使在高度亚声速条件下，速度质心对于各向异性研究和确定磁场方向也有用，但仅当湍流为亚Alfvénic时才成立。这为绘制磁场方向图和测试湍流是否为亚Alfénic或超Alfénic提供了工具。