Turbulent dissipation, CH+ abundance, H2 line luminosities, and polarization in the cold neutral medium
Turbulent dissipation, CH+ abundance, H2 line luminosities, and polarization in the cold neutral medium
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冷中性介质中的湍流耗散、CH 丰度、H2 线光度和偏振
DOI：
10.1093/mnras/staa3384
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发表时间：
2020
影响因子：
4.8
通讯作者：
Stone, James M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Moseley, Eric R;Draine, B T;Tomida, Kengo;Stone, James M
在冷的中性介质中，高的非平衡温度是由间歇性的耗散过程产生的，包括激波、粘性加热和双极扩散。高温漂移被认为是解释CH+的丰度增强观察沿着扩散分子视线。间歇性高温也会对H2线光度产生影响。我们进行模拟的磁流体动力学（MHD）湍流分子云，包括加热和冷却，并后处理他们研究H2线发射和热气化学，特别是CH+的形成。我们探索多个磁场强度和状态方程。我们使用一个新的H2冷却函数，，和可变H2分数。我们做了两个重要的简化假设：（i）H2/H分数在任何地方都是固定的;（ii）我们从我们的分析中排除了离子-中性漂移速度被计算为大于5 km s-1的区域。我们的模型产生的H2发射线与许多观测结果雅阁，尽管在某些云中需要额外的激发机制。对于实际的均方根（rms）磁场强度（10μG）和速度色散，我们重现了观测到的CH+丰度。这些发现与Valdivia et al.（2017）将预测的尘埃极化与普朗克的观测结果进行比较，表明平均场为105 µG，因此湍流是亚阿尔夫文的。我们建议未来的工作处理离子和中性作为单独的流体，以更准确地捕捉双极扩散CH+丰度的影响。
In the cold neutral medium, high out-of-equilibrium temperatures are created by intermittent dissipation processes, including shocks, viscous heating, and ambipolar diffusion. The high-temperature excursions are thought to explain the enhanced abundance of CH+observed along diffuse molecular sightlines. Intermittent high temperatures should also have an impact on H2line luminosities. We carry out simulations of magnetohydrodynamic (MHD) turbulence in molecular clouds including heating and cooling, and post-process them to study H2line emission and hot-gas chemistry, particularly the formation of CH+. We explore multiple magnetic field strengths and equations of state. We use a new H2cooling function for,, and variable H2fraction. We make two important simplifying assumptions: (i) the H2/H fraction is fixed everywhere and (ii) we exclude from our analysis regions where the ion–neutral drift velocity is calculated to be greater than 5 km s−1. Our models produce H2emission lines in accord with many observations, although extra excitation mechanisms are required in some clouds. For realistic root-mean-square (rms) magnetic field strengths (≈10μG) and velocity dispersions, we reproduce observed CH+abundances. These findings contrast with those of Valdivia et al. (2017) Comparison of predicted dust polarization with observations byPlancksuggests that the mean field is ≳5 µG, so that the turbulence is sub-Alfvénic. We recommend future work treating ions and neutrals as separate fluids to more accurately capture the effects of ambipolar diffusion on CH+abundance.
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DOI：
10.1088/0004-637x/743/2/174
发表时间：
2011-09
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
J. Ingalls;T. Bania;F. Boulanger;B. Draine;E. Falgarone;P. Hily-Blant
通讯作者：
J. Ingalls;T. Bania;F. Boulanger;B. Draine;E. Falgarone;P. Hily-Blant
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影响因子：
4.8
作者：
C. Coppola;F. Lique;F. Mazzia;F. Esposito;M. Kazandjian
通讯作者：
M. Kazandjian
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4.8
作者：
D. Flower;G. P. Forêts;T. Hartquist
通讯作者：
T. Hartquist
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DOI：
--
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
--
作者：
T. Weselak;G. Galazutdinov;F. Musaev;J. Krełowski
通讯作者：
J. Krełowski
光学观测中恒星形成区域的云结构和物理条件。
DOI：
--
发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
--
作者：
K. Pan;S. Federman;K. Cunha;V. Smith;D. Welty
通讯作者：
D. Welty