模拟时间为 2.49 个大涡翻转时间。图中三条色带从左至右分别用气体温度、磁场强度和局部欧姆加热率显示同一组丝状结构。点击可查看 3840 × 2758 像素的原图。
星系团的高温气体中穿插着冷气体丝状结构，在 Hα 谱线上发光。观测到的 Hα 辐射可能强于仅靠气体冷却时每个氢离子复合一次所能产生的辐射。这意味着需要额外的能量持续补充辐射损失。我们想知道，磁化湍流能否将这部分能量输送给冷气体。
我们用 Athena++ 进行三维模拟，显式计入电阻率和黏性，追踪磁能和动能转化为热的过程。辐射冷却形成致密的气体凝聚体，气体收缩可以放大其中的磁场，湍流运动则形成电流片，同时使流体发生形变。欧姆耗散和黏性耗散都集中在这些冷气体构成的丝状网络中。
显式计算的耗散功率约有三分之二注入了温度为 8,000–30,000 K 的气体。在基准模拟中，运动黏度与磁扩散率相等，黏性耗散贡献了该温区耗散加热功率的约 73%。
在 104 K 附近，欧姆和黏性加热率之和与辐射冷却率相当，有助于使丝状气体维持在这一温度，而热相气体则由另一项加热机制维持。这种耗散可能为超额的 Hα 辐射供能。要定量预测 Hα 谱线的光度，还需要对电离和激发过程进行建模。
磁化湍流中 Hα 丝状结构的耗散加热
三维磁流体力学模拟，最高有效网格分辨率为 20483。稿件已完成，预印本发布后将补上 arXiv 链接。
原始分辨率下的 Hα 与软 X 射线辐射
拖动滑块，对比 Hα（6563 Å）和软 X 射线（0.5–2 keV）图像，看看这片宽 8 kpc 的区域内，哪些丝状结构在两个波段都能看到。
如何解读这两幅图
每个像素宽 3.91 pc。两幅图中位置相同的像素，分别记录沿同一条视线积分得到的 Hα 辐射和软 X 射线辐射。在同一波段内，图像越亮，表面亮度越高。两个波段分别调节了对比度，因此可以用这些图像比较丝状结构的形状和位置。
湍流演化 · 10243
这段 24 秒的动画展示了 10243 网格上、边长为 8 kpc 的立方体模拟区域。前 12 秒从固定视角观察温度演化，后 12 秒则环绕最终状态，依次展示温度、等离子体 β、本征 Hα 体积发射率和密度。不同模拟时刻的画面通过渐变衔接，透明度仅用于呈现结构。可全屏观看细节。
旋转视角或剖开模拟区域，可以查看密度、温度、等离子体 β、Hα 体积发射率、欧姆加热率和黏性加热率。两种加热率共用同一色标，便于直接比较它们的空间分布。
原始模拟网格为 20483，交互视图显示空间平均后的 5123 网格。
加载三维交互视图每个物理量 128 MiB
正在打开三维交互视图…
拖动可旋转视角，滚动可缩放。也可将键盘焦点移至三维图像，再用方向键和 + / − 键操作。初始画面显示等离子体 β，即气体压强与磁压之比。点击“自动旋转”开始转动，再次点击即可暂停。
