ISMの乱流の原因

Interstellar medium（ISM）内にはどのような乱流のソースが存在しますか？新しく形成された恒星系にとって物理的に最も重要なのはどれですか？

乱流源：

星間物質には、あらゆる規模の乱流の原因が数多くあります。

• 大規模では、銀河の回転によるせん断があります。乱流を維持し、大小のスケールを結合する1つの方法は、磁気回転不安定性（MRI）です。
• 大規模では、らせん構造を介して、重力不安定性も重要な役割を果たします。
• 星の形成からの流出とジェットは重要な役割を果たし、ISMで多くのエネルギーを放出します。
• 星形成領域では、大質量星も重要です。ISMでは、大規模な星からの放射と恒星風が重要なエネルギー入力です。そして、最終的に、最も大規模なものは超新星で爆発し、さらに多くのエネルギーを放出します。

したがって、大質量星に関連する3つのプロセスを別々に考えることができます。

• 星の風
• 電離放射線
• 超新星爆発

星形成の重要性：

それらはすべて、何らかの方法で星の形成に関連しています。乱流の重要な特性の1つは、大規模から小規模までカスケードすることです。したがって、大きなスケール（銀河スケール）で乱気流を注入しても、分子雲のスケールまで乱流運動が発生します。

乱流カスケードの良い例は、ラーソンの関係です（Larson 1981）：

ラーソンの関係は、見ている構造のサイズに伴う速度分散の進化を示しています。速度分散は乱流の指標です。実際、これらの分散液は、非熱的である：（10 K程度）MISの典型的な温度、一つは例えば、CO分子（の熱速度を推定することができるが知らと、はボルツマン定数、は温度、は平均分子ライト、は水素原子の質量）で、約0.07 km sです。測定された速度分散は1〜10 km sのオーダーであり、これらは乱流シグニチャ（および推定値）として解釈されます。$v_th = \sqrt{2kT/\mu m_H}$$k$$T$$\mu$$m_H$$^{-1}$$^{-1}$

詳細：

エネルギー率：天の川の値は（おおよそ）与えられています

• MRI： ;$\small \dot e = 3 \times 10^{-29} {\rm erg\ cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$
• 重力不安定性： ;$\small \dot e = 4 \times 10^{-29} {\rm erg\ cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$
• 流出： -28 ;$\small \dot e = 2 \times 10^{-28} {\rm erg\ cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$
• 電離放射線：$\small \dot e = 5 \times 10^{-29} {\rm erg\ cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$
• 超新星爆発：$\small \dot e = 3 \times 10^{-26} {\rm erg\ cm}^{-3}\ {\rm s}^{-1}$
• 恒星風：星の種類に強く依存します。星の光度の-6の力で変化します。そのため、超新星爆発に匹敵するエネルギー（またはウルフ-ラエット星の場合はそれ以上）からほぼゼロまでの範囲です。

ソース：

• Mac Low＆Klessen 2004