磁流体效应对分子云核可压缩湍流的拉森关系的影响研究

姜涛; 宫丽晶; 田震

doi:10.14045/j.cnki.15-1220.2026.05.010

内蒙古民族大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 41 ›› Issue (5) : 75 -82. DOI: 10.14045/j.cnki.15-1220.2026.05.010

磁流体效应对分子云核可压缩湍流的拉森关系的影响研究

姜涛, 宫丽晶, 田震

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摘要

超音速磁流体（MHD）湍流的演化过程是星际分子云核演化以及恒星形成的关键机制。基于数值模拟，对强磁场主导的亚阿尔文区（阿尔文马赫数M_A在0.55～0.65之间）的自由衰减超音速湍流的演化过程以及拉森标度指数的变化进行研究。模拟结果表明，强背景磁场阻碍气体沿垂直磁力线方向发生横向压缩，使得模拟区域内部产生了定向的纤维状结构。拟合得到全局拉森指数p≈0.38，能谱指数α≈1.91。在垂直磁场和平行磁场2个方向分别拟合的结果表现出强烈的各向异性：在沿着磁场的方向上，流体早期由激波主导，而在晚期由于小尺度湍流快速耗散，等效指数异常升高到p_∥～0.81；但在占据系统绝大部分动能的垂直方向，气体的可压缩性被磁场冻结，波动延续时间长，始终表现出极其接近不可压缩湍流的能量传递形式，p_⊥稳定在0.35～0.41。表明对于没有外部持续能量补充的分子云核来说，强磁场引发的各向异性会从根本上改变气体的运动规律，这必将对云核的后续演化以及恒星的形成路径产生决定性的影响。