Источники турбулентности в ISM

Какие источники турбулентности существуют в Межзвездной среде (ISM) ? Какие из них физически наиболее важны для новых звездных систем?

Источники турбулентности:

Существует множество источников турбулентности в межзвездной среде на всех уровнях:

• в больших масштабах происходит сдвиг от галактического вращения . Одним из способов поддержания турбулентности и объединения больших и малых масштабов является магнитовращательная неустойчивость (МРТ).
• в больших масштабах гравитационная неустойчивость также может играть важную роль благодаря спиральным структурам.
• Отток и струи от формирования звезд играют важную роль, высвобождая много энергии в ISM.
• в областях звездообразования также важны массивные звезды . Радиационные и звездные ветры от массивных звезд являются важным источником энергии в ISM. И, в конце концов, самые мощные взорвутся в сверхновом, выпустив еще больше энергии.

Следовательно, тогда можно было бы рассмотреть отдельно три процесса, связанных с массивными звездами:

• звездные ветры
• ионизирующее излучение
• взрыв сверхновой

Важность для звездообразования:

Все они имеют отношение к образованию звезд, так или иначе. Одним из ключевых свойств турбулентности является каскад от больших до малых масштабов; следовательно, даже если вы введете турбулентность в больших масштабах (в галактическом масштабе), вы получите турбулентные движения вплоть до масштаба молекулярного облака.

Хорошей иллюстрацией трубчатого каскада является отношение Ларсона ( Larson 1981 ):

Соотношение Ларсона показывает эволюцию дисперсии скорости в зависимости от размера структуры, на которую вы смотрите. Дисперсия скорости является показателем турбулентности. Действительно, эти дисперсии не являются термическими: зная типичную температуру МДП (около 10 К), можно оценить тепловую скорость, например, молекулы СО ( , с постоянная Больцмана, - температура, - средняя молекулярная и - масса атома гидрогена), что составляет около 0,07 км с . Измеренные дисперсии скорости имеют порядок от 1 до 10 км с , и они интерпретируются как сигнатура турбулентности (и оценка).$v_th = \sqrt{2kT/\mu m_H}$$k$$T$$\mu$$m_H$$^{-1}$$^{-1}$

Детали:

Энергетические показатели: значения даны (приблизительно) для Млечного Пути

• МРТ : ;$\small \dot e = 3 \times 10^{-29} {\rm erg\ cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$
• Гравитационные неустойчивости : ;$\small \dot e = 4 \times 10^{-29} {\rm erg\ cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$
• Отток : ;$\small \dot e = 2 \times 10^{-28} {\rm erg\ cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$
• Ионизирующее излучение :$\small \dot e = 5 \times 10^{-29} {\rm erg\ cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$
• Взрывы сверхновых :$\small \dot e = 3 \times 10^{-26} {\rm erg\ cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$
• Звездные ветры : это сильно зависит от типа звезды: оно изменяется в зависимости от мощности -6 яркости звезды. Следовательно, она варьируется от энергии, сравнимой со взрывом сверхновой (или даже больше для звезд Вольфа-Райе), почти до нуля.

Источники:

• Mac Low & Klessen 2004