Supersonic Turbulence and the Fragmentation of a Cold Medium
研究了速度场在冷介质碎裂和原恒星形成中所起的作用。速度场采用可压缩湍流模型。超音速湍流速度场可以将介质破碎成质量小于当地金斯质量的团块,从而稳定介质,防止原恒星的形成。在此基础上,确定了原恒星的形成效率和质量分布随平均密度$n_{0}$、平均温度$T_{0}$、均方根误差(r.m.s.)湍流速度$σ_{v,0}$(或其马赫数${\cal{M}}_{t}$),激波后冷却时间(例如化学反应)。主要结果如下:原恒星的质量分布及其对环境参数的依赖性被定量化; 2)原恒星的特征质量为$M_{J,cl}\propto n_{0}^{-1/2}T_{0}^{2} σ_{v,0}^{-1}$ ; 3)原恒星的形成效率$e$在给定尺度上的平均密度、平均温度、速度弥散度越大和激波后冷却时间越长时越高(例如较低的金属丰度):$e\propto n_{0}^{{3/2}(β-1)}T_{0}^{β-1} σ_{v,0}^{-5(β-1)}L_{0}^{3(β-1)}$,其中$β>1$是团块质量分布的指数; iv)效率对环境参数非常敏感,因此对恒星形成系统的动力学演化也非常敏感。
1995-06-01 astro-ph
Physical Mechanism for the Intermediate Characteristic Stellar Mass in the Extremely Metal-poor Environments
如果尘埃中有很大一部分金属,则金属丰度高于临界值~10^{-6}-10 ^{-5}Z_sun的恒星形成核心能够通过尘埃冷却而碎裂,从而产生低质量的核心。尽管高于临界金属丰度,但发现在10^{-5}-10 ^{-4}Z_sun附近存在金属丰度范围,在该范围内禁止低质量碎裂。在这个温度范围内,三体H_2的形成始于低温(~ 100 K),由此产生的加热引起剧烈的温度跃变,使恒星形成核心的中心部分瞬时流体静力学,从而形成高度球形。由于伸长量很小,芯在随后的粉尘冷却阶段不会发生碎裂。最小碎裂质量是在H_2生成加热前的Jeans质量,其值可达~10M_sun。当金属丰度高于~10^{-4}Z_sun时,在三体反应开始之前,H_2的形成几乎已通过尘埃表面反应完成,从而有可能形成低质量恒星。这一机制可能解释了贫金属恒星的特征质量高于从碳增强恒星的统计数据中推测的太阳附近的特征质量。
2008-02-07 astro-ph
Star-forming cores embedded in a massive cold clump: Fragmentation, collapse and energetic outflows
大质量冷团的命运,它们的内部结构和崩溃需要被描述,以了解大质量恒星,恒星系统形成的初始条件,以及协会和集群的起源。我们探讨了恒星形成的开始在75 M_sun SMM 1集团在区域ISOSS J18364-0221使用红外和(亚)毫米观测,包括干涉。这个收缩的团块分裂成两个紧凑的核心SMM 1北和南0.05 pc半径,质量为15和10 M_sun,光度为20和180 L_sun。SMM 1南拥有一个在24和70微米处追踪的源,驱动一个高能分子外流,并在核心中心出现超音速湍流。SMM 1北没有红外对应物,显示出较低的湍流水平,但也驱动外流。这两个外流出现准直和秒差距尺度的近红外功能可能跟踪外流动力喷流。我们推导出质量外流速率至少为4 E-5M_sun/yr,外流时间尺度小于1E_4年。我们对SMM 1 South的HCN(1-0)模拟得到了0.14 km/s的下沉速度和3E-5 Msun/yr的质量下沉率。这两个核心都可能孕育着中等或高质量恒星的种子。我们比较衍生的核心性能与最近的模拟大规模核心崩溃。它们与由吸积光度控制的非常早期的阶段是一致的。
2008-12-11 astro-ph
Fragmentation of gravitationally unstable gaseous protoplanetary disks with radiative transfer
我们报告的结果的第一个三维SPH模拟的大质量,引力不稳定的原行星盘与辐射转移。我们采用了一个通量限制的扩散计划证明了高不透明度的大部分磁盘。盘的光学薄表面冷却为黑体。从托姆勒稳定的初始条件开始,圆盘的质量缓慢增长,直到它们变得稍微不稳定。我们发现,质量接近木星质量的引力束缚团块可以出现。碎片化似乎是由垂直对流运动驱动的,这种运动能够在10天文单位的时间尺度上将热量从盘中面输送到其表面,时间尺度仅为40年左右。在光学薄表面处的盘的较大或较小的冷却效率可以通过影响垂直温度分布(其决定对流是否可以发生)以及通过调节从光学薄区域朝向过密区域的吸积流来促进或抑制碎裂。我们还发现,碎片的机会增加了较高的平均分子量$μ$,因为压缩加热减少。在质量为$1 M_{\odot}$的恒星周围,只有具有$μ\ge 2.4$的圆盘,正如预期的那样,金属丰度与太阳相当或更高的气体,碎片。这表明,盘的不稳定性,如核心吸积,应该是更有效地形成气体巨星在更高的气体金属丰度,符合观察到的相关性之间的金属丰度的行星托管恒星和行星的频率
2006-06-15 astro-ph
Top-Down Fragmentation of a Warm Dark Matter Filament
我们提出了第一个高分辨率的n体模拟的暗物质丝的碎片。这种碎裂发生在自上而下的结构形成场景中,当暗物质是温暖的而不是寒冷的时候。在之前的论文(Knebe et al. 2002,以下简称论文I)中,我们表明WDM与标准冷暗物质(CDM)的不同之处主要在于低质量晕的形成历史和大规模分布,这些晕在WDM宇宙中形成较晚,并且往往比在CDM宇宙中更聚集,更紧密地追踪宇宙网络的结构。因此,我们集中我们的计算工作在本文中的一个特定的灯丝提取的WDM宇宙学模拟和详细比较其演变相同的CDM灯丝。我们发现,通过分裂在暗条内形成的晕的质量分布在金斯质量为几个10^9兆太阳时出现了广泛的峰值,这对应于在这些红移处具有10左右的过密度对比度的光滑区域的引力不稳定性。我们的研究结果证实,WDM丝碎片和形式的引力约束晕在一个自上而下的方式,而CDM丝建立自下而上,从而证明了影响的性质的暗物质对矮星系的属性。
2003-07-28 astro-ph
Do Small-Scale Dark Matter Fluctuations Govern the Fragmentation of Primordial Gas?
为了约束第一代恒星(第三星族)的初始质量函数,必须研究原始气体的碎裂性质。我们目前的结果从3D模拟,平滑粒子流体动力学的基础上,探索的想法,小规模的波动(冷)暗物质重新创建一个cartentary和cludentary结构的气体成分的规模小于初始的牛仔裤质量,在那里所有的原始波动会被消灭。
1998-12-15 astro-ph
Kinematics and Metallicity of M31 Red Giants: The Giant Southern Stream and Discovery of a Second Cold Component at R = 20 kpc
我们目前的光谱观测红巨星分支(RGB)恒星在仙女座螺旋星系(M31),收购的凯克II 10米望远镜的DEIMOS仪器。本研究的三个目标领域是在M31球体,外盘和巨大的南方流。在本文中,我们专注于RGB星的运动学和化学成分的流场位于一个投影距离R = 20 kpc的M31的中心。在这个区域发现了混合的恒星星族。M31 RGB星是使用各种光谱和光度诊断从银河系矮星污染物中分离出来的。RGB星的径向速度分布显示出明显的双峰性--主峰位于v = -513 km/s,次峰位于v = -417 km/s --以及一个潜在的广泛分量,这可能代表了M31的光滑球体。这两个峰值被发现是动态冷与内禀速度分散σ(V)= 16公里/秒。在这两个峰值中,恒星的平均金属丰度和金属丰度离散度也是相似的:[Fe/H] = -0.45和sigma([Fe/H])= 0.2。观测到的主峰速度与动力学模型预测的一致,但对次峰没有明显的解释。次级冷群的性质尚不清楚:它可能代表:(1)来自卫星合并事件的潮汐碎片,叠加在巨大的南方流上,但与之无关;(2)巨大的南方流的一个包裹部分;(3)在R > 50 kpc时,M31星盘的翘曲或密度过高(这个分量远高于平滑指数星盘亮度轮廓的外推)。
2005-12-06 astro-ph
Star Formation at Very Low Metallicity. V. The Greater Importance of Initial Conditions Compared to Metallicity Thresholds
第一批恒星是由不含金属的气体形成的,这似乎导致恒星的质量比现在的情况至少大一个数量级。我们在这里考虑是什么控制着从原始到现代的初始质量函数的转变。已经提出,当在Z/Z_sun > 10^{-3.5}的金属丰度阈值处发生有效金属线冷却时,会发生这种情况。我们研究的影响,低水平的金属富集的冷却和崩溃的初始电离气体在小原星系晕使用三维,平滑粒子流体动力学模拟粒子分裂。我们的初始条件代表原星系内形成的一个先前电离的H ii区域,尚未有时间冷却和重组。这与预测金属丰度阈值的模拟结果有很大不同,在模拟中,气体最初是冷的,只有部分电离。在中心凝聚势,我们在这里研究,各种各样的初始条件的气体产生一个整体的中心崩溃。我们的模型显示,在数密度高达10^5 cm^{-3}的坍缩过程中没有碎裂,在一个旋转的情况下,金属丰度高达10^{-1} Z_sun,远高于以前工作提出的阈值。旋转允许在当地哈勃时间的大部分时间内形成引力稳定的气体盘。湍流稍微减慢了中心密度的增长,但是球对称和湍流初始条件都崩溃并形成单个下沉粒子。因此,我们认为,在中等密度的碎片取决于恒星形成的初始条件比金属丰度本。
2009-01-28 astro-ph
Fragmentation Instability of Molecular Clouds: Numerical Simulations
我们模拟了冷的磁化分子云的碎裂和引力坍缩。我们探讨了由双极扩散介导的不稳定性的非线性发展,其中坍缩速率为中间到快速引力坍缩和慢速准静态坍缩。最初均匀稳定的云分裂成细长的团块,其质量主要由云的温度决定,但远大于热金斯质量。这些团块是不对称的,具有显著的旋转和涡度,并且在它们坍缩时损失磁通量。团块形状、中间塌陷率和下落剖面可能有助于解释当代缓慢或快速塌陷模型不容易拟合的观察结果。
2000-02-04 astro-ph
Thermal equilibrium of cold clouds in PKS 0745-191
PKS 0745-191是一个强大的射电源,拥有已知最大的冷却流之一(De Grandi,Molendi 1999)。一小部分冷气体可以聚集成小分子云。我们研究了在冷却流区中,由较大云的碎裂形成的子云所能达到的最低温度。
1999-11-11 astro-ph
Stellar dynamical evidence against a cold disc origin for stars in the Galactic Centre
对银河系中央秒差距内的大质量恒星的观测表明,虽然大多数恒星在一个明确的圆盘内运行,但相当一部分恒星相对于圆盘平面有很大的偏心率和/或倾角。在这里,我们调查这个动态热分量是否可以通过散射从最初的冷盘-预期的初始条件,如果恒星形成的碎片的吸积盘。使用N体方法,我们发展了各种平坦的,冷的,恒星系统,并研究初始盘偏心率,原始双星,非常大质量的恒星和中等质量的黑洞的影响。我们发现,与以前的结果相一致,一个圆盘不会成为偏心不够,除非有一个显着的人口未被发现的100 - 1000 Msun对象。然而,由于偏心盘的碎裂很容易产生偏心的恒星轨道,最强的约束来自倾角。我们表明,我们的初始条件产生所观察到的大倾角,无论初始盘偏心率或大质量物体的存在。这些结果意味着银河系中心的年轻大质量恒星的轨道在很大程度上是原始的,并且恒星不太可能形成为动态冷盘。
2008-05-30 astro-ph
Critical Metallicity and Fine-Structure Emission of Primordial Gas Enriched by the First Stars
第一颗恒星对第二代高红移天体形成的影响,可能部分取决于其周围气体的金属富集。在临界金属丰度Zcrit下,原始气体通过CII(157.74 μ m)、OI(63.18 μ m,145.5 μ m)、SiII(34.8 μ m)和FeII(25.99 μ m,35.35 μ m)的精细结构线比通过HI或H2发射更有效地冷却。这种冷却可能会改变分裂成更小单元的过程。我们研究了原始气体的冷却随时间的变化,这些气体富含早期大质量恒星的重元素,特别是O,Si和Fe。我们将Zcrit定义为当金属加H2的总冷却速率等于绝热压缩加热时的点。我们探讨了两种金属丰度方案:(1)所有重元素的单一金属丰度方案;(2)由理论超新星产额计算的单个金属丰度方案(Z_C,Z_O,Z_Si,Z_Fe)。对于含有相对太阳丰度的金属的致密气体[n > 10^3 cm^(-3)],碎裂发生在Zcrit ~ 10^(-3.5)Z_sun处。然而,对于密度较低的气体[n = 1-100 cm^(-3)],特别是在富含Si、O和Fe的晕中,我们发现Zcrit = 0.1- 1%Zsun。临界金属丰度接近最小值,在高n设置有效的LTE冷却,与热化水平人口的精细结构状态和H2旋转状态(J = 2和J = 3)。在200 K时,在红移的精细结构谱线中可以探测到10^8兆太阳的原始云,其远红外通量在10^-22和10^-21 W/m^2…
2005-09-05 astro-ph
Cold dark matter cosmology conflicts with fluid mechanics and observations
基于Jeans 1902引力不稳定性判据的冷暗物质等级聚类(CDMHC)宇宙学给出了与流体力学和观测相反的关于早期宇宙的预测。金斯忽略了粘性、扩散率和湍流:这些因素决定了引力结构的形成,并与非重子暗物质候选粒子形成的小结构(CDM晕)相矛盾。从流体-引力-动力学(HGD)宇宙学的观点来看,超星系团是由粘滞-引力碎裂作用产生的(10^46千克)、星系团和星系质量(10^42 kg)原始等离子体中具有大化石密度湍流的云(rho_o ~ 3x 10 -17 kg m-3)在10^12 s时的第一次碎裂,在10^13 s的等离子体-气体转换时,原星系的线性和螺旋形团块形态反映了等离子体湍流涡旋线附近的最大拉伸。气体原星系分裂成原球状星团质量(10^36公斤)的原行星气体云,现在被冻结成地球质量(10^24-^25公斤)的木星重子暗物质,每颗恒星大约有30,000,000颗流氓行星。观测结果与CDMHCC预测的在10^16 s时爆发的第三星族第一颗大恒星相矛盾,但支持在10^13 s时在HGD的球状星团中立即温和地形成第二星族第一颗小恒星。
2006-10-23 astro-ph
The Formation and Fragmentation of Primordial Molecular Clouds
物理宇宙学中的许多问题,如星系际介质的热历史、化学富集、再电离等,被认为与星系前结构的性质和演化密切相关。特别是原始恒星形成的效率和原始IMF特别感兴趣。我们提出的结果,从高分辨率的三维自适应网格细化模拟,遵循崩溃的原始分子云和随后的碎片在宇宙学的代表性体积。从128 kpc到1 pc的共动比例尺都能准确地遵循。暗物质动力学,流体力学和所有相关的化学和辐射过程(冷却)遵循自洽的集群归一化CDM结构形成模型。原始分子云的质量约为10^5太阳质量,是由多个天体合并而成的,这些天体在气相中形成了丰度分数约为10^-4的氢分子。随着子团块的合并,冷却使光晕中心的“冷袋”温度降低到约200开尔文。在这个冷口袋中,我们发现了一个准流体静力学收缩的核心,其质量约为200个太阳质量,数密度> 10^5 cm^-3,我们发现,在这样的小尺度结构中,只有不到1%的原始气体冷却并坍缩到足够高的密度,从而可以形成原始恒星。此外,值得注意的是,这项研究达到了最高的动态范围所涵盖的结构自适应网格技术在宇宙流体力学的日期。
2000-02-07 astro-ph
The Nature of the Low-Metallicity ISM in the Dwarf Galaxy NGC 1569
我们正在模拟矮星系从红外到亚毫米波长的光谱,以了解低金属含量环境中各种尘埃成分的性质,这可能与早期演化状态下星系的ISM相当。在这些环境中的尘埃的整体性质似乎不同于那些更高的金属丰度恒星爆发系统。在这里,我们提出了一个研究我们的样本矮星系之一,NGC 1569,这是一个附近的,研究充分的恒星爆发矮星。使用ISOCAM,IRAS,ISOPHOT和SCUBA数据与Desert等人(1990)的模型,我们发现多环芳烃和非常小的颗粒的贡献很小,较大的较冷颗粒相对丰富,占主导地位的FIR和亚毫米波。我们不得不使用4个尘埃成分,加上一个非常冷的尘埃成分,以重现我们观测到的亚毫米的过量。
2002-12-19 astro-ph
The Effects of Metallicity and Grain Size on Gravitational Instabilities in Protoplanetary Disks
观测研究表明,在恒星周围发现气体巨行星的可能性随着恒星的金属丰度而增加。我们最新的模拟磁盘经历重力不稳定性(GI)与现实的辐射冷却表明,原行星盘与较低的金属通常冷却得更快,从而显示出更强的整体GI活动。更重要的是,在我们的模拟中,全球冷却时间太长,磁盘碎片不会发生,磁盘不会碎片成密集的原行星团块。我们的研究结果表明,通过盘的不稳定性直接形成气态巨行星形成不太可能是产生大多数观测到的行星的机制。尽管如此,地理标志可能仍然发挥了重要的作用,在一个混合的情况下,与观察到的金属丰度趋势,地理标志创建的结构加速核心吸积行星形成兼容。
2006-04-13 astro-ph
A model for the metallicity evolution of damped Lyman-alpha systems
我们应用一个物理激励的恒星反馈模型来分析一致性冷暗物质(CDM)模型中预期的阻尼莱曼α系统(DLAs)的统计特性。我们的反馈模型产生扩展的低金属量冷气体盘周围的小星系。由于低圆周速度星系的空间密度很高,这些圆盘在所有红移的DLA识别截面中占主导地位。在我们的模型中,恒星形成、流出和下落的综合影响导致了具有红移的DLAs中的N_{HI}加权金属丰度含量的温和演化,与观测结果一致。根据我们的模型,DLAs的贡献只有一小部分的体积平均恒星形成率在红移z \simlt 5。我们的模型预测弱演化Omega_{HI}在红移范围z=0-5。此外,我们表明,宇宙演化的Omega_{HI}和宇宙的恒星形成率在很大程度上是断开的,并得出结论,Omega_{HI}的演化作为红移的函数更有可能告诉我们反馈过程和演化的外部气体成分的小星系比宇宙历史的恒星形成。
2006-08-01 astro-ph
The Formation and Fragmentation of Primordial Molecular Clouds
物理宇宙学中的许多问题,如星系际介质的热历史、化学富集、再电离等,被认为与星系前结构的性质和演化密切相关。特别是原始恒星形成的效率和原始IMF特别感兴趣。我们提出的结果,从高分辨率的三维自适应网格细化模拟,遵循崩溃的原始分子云和随后的碎片在宇宙学的代表性体积。从128千秒差距到0.5千秒差距的共动尺度都能准确地跟踪。暗物质动力学,流体力学和所有相关的化学和辐射过程(冷却)遵循自洽的集群归一化CDM结构形成模型。原始分子云的质量约为100,000太阳质量,是由多个在气相中形成氢分子的天体合并而成,氢分子丰度小于10^-4。当子块合并时,冷却将合并产物的多个“冷袋”中的温度降低到约200开尔文。在这些冷口袋中,我们发现了质量约为100 M_sun,数密度> 100,000/cm ^3的准流体静力收缩核,在这样的小尺度结构中,只有不到1%的原始气体冷却并坍缩到足够高的密度,以供原始恒星形成。此外,我们的研究结果表明,形成非常大质量的物体,大质量的黑洞,大部分重子分裂成棕色dwars或木星大小的碎片似乎,在文献中的各种索赔相比,非常不可能。(h nu)> 11 eV的紫外光子的预期逃逸分数很小。
1998-10-14 astro-ph
Formation of the Galactic stellar halo. Origin of the metallicity-eccentricity relation
基于对银河系贫金属星的运动学和化学性质的认识,我们对银河系星晕的形成过程进行了数值模拟,并对观测结果进行了解释。作为银河系收缩的模型,我们采用了当前标准的基于冷暗物质涨落分级组装的星系形成理论。我们发现,对于含[Fe/H] $\le-1.0$的模拟星,金属丰度与轨道偏心率之间没有很强的相关性,与观测结果吻合较好。此外,所观察到的低偏心率恒星的比例是正确的复制[Fe/H] $\le-1.6$和近似的$-1.6<$ [Fe/H] $\le-1.0$的中间丰度范围。我们表明,这种成功的再现的星系晕的运动学是一个自然的结果,从冷暗物质密度波动播种的亚星系团的层次演化。
2000-04-07 astro-ph
Hunt for cold H2 molecules
星系中的大部分分子成分是由冷H2组成的,这是不能直接观察到的,但其丰度来自间接示踪剂,如CO排放。CO到H2的转化率仍然是不确定的,并且在具有不同激发或金属性的特殊环境中可能变化很大。回顾了最近发现的冷气体(通过γ射线或冷尘埃发射),并讨论了未来最有希望的示踪剂,如原始分子HD和LiH,或激发H2* 的纯转动谱线。
2006-01-30 astro-ph
Globular Cluster Systems and the Missing Satellite Problem: Implications for Cold Dark Matter Models
本文分析了Kundu & Whitmore(2001)巡天中28个早型星系的球状星团的金属丰度分布。一个蒙特卡罗算法,它模拟的化学演化的星系,通过无耗散合并的层次增长被用来确定最可能的原星系质量函数为每个星系。与Kundu和Whitmore的说法相反,我们发现观察到的金属丰度分布与这种分层形成模型的预测非常一致。我们样本中星系的原星系碎片的质谱具有幂律行为,指数约为-2。这个光谱与冷暗物质结构形成模型预测的暗物质晕的质谱是无法区分的。我们认为,这些原星系的碎片,在早期宇宙中的球状星团形成的可能网站,是“失踪”的卫星星系的冷暗物质模型预测的破坏的遗骸。我们的研究结果表明,失踪的卫星问题的解决方案是通过抑制气体吸积在低质量晕再电离后,或通过自相互作用的暗物质,并反对模型与抑制小规模的权力或温暖的暗物质。
2001-11-20 astro-ph
The effect of mixing on metallicity gradients in the ICM
一般认为,大多数星系团都有冷却流,其中中心的辐射冷却导致缓慢的流入。然而,钱德拉和XMM最近的观测结果与预测的冷却流率相冲突。有人认为,位于星系团中心的射电喷流可以帮助减少冷气的沉积。射电喷流使热射电等离子体的空腔膨胀,这些空腔穿过星系团的大气层上升,从而搅动星系团内的介质。在这封信中,它是调查是否这种情况是一致的,已观察到的核心集群的金属丰度梯度明显。
2002-04-05 astro-ph
Fragmentation of star-forming clouds enriched with the first dust
恒星形成云的热和碎裂特性对相应的特征恒星质量有重要影响。这些星云中气体的初始成分是前几代恒星核合成产物的记录。在本文中,我们提出了一个恒星形成云的演化模型,这些云富含来自第一颗超新星的金属和尘埃,这些超新星是由质量在12 - 30 Msun和140 - 260 Msun范围内的无金属祖先爆炸产生的。利用自洽的方法,我们表明:(1)金属贫化到尘埃颗粒中起着重要的作用,使碎片的太阳或亚太阳质量尺度已经在金属丰度Zcr = 10^{-6} Zsun;(2)即使在金属丰度高达10^{-2} Zsun,金属扩散在气相中导致碎片质量尺度为~ 100 Msun;(iii)C原子强烈耗尽到无定形碳颗粒和CO分子上,使得CII在气体冷却中起次要作用,留下OI作为低金属含量云中的主要气相冷却剂。这些结论独立于假设的超新星祖先,并表明低质量恒星形成的开始是以母云中尘埃的存在为条件的。
2006-03-28 astro-ph
Gas Physics, Disk Fragmentation, and Bulge Formation in Young Galaxies
我们调查的恒星形成的气体丰富的磁盘的演变,使用3D化学动力学模型,包括暗晕,恒星,和一个两相星际介质与反馈过程的恒星。我们表明,星系的演化过程中沿着非常不同的路线取决于它是气体盘或恒星盘首先变得不稳定,作为测量各自的Q参数。这又取决于恒星形成的冷云成分的能量耗散的不确定效率。当冷气体有效地冷却并驱动不稳定性时,星系盘碎片并形成大量恒星和气体的团块。这些团块在几个动力学时间内螺旋形地到达星系中心,并在那里合并,形成一个强烈的星暴中的中央隆起部分。当冷云的动能以较低的速率耗散时,恒星以更静止的模式从气体中形成,并且不稳定性只在稍后的时间,当恒星盘的表面密度足够高时才开始。然后系统形成一个恒星棒,将气体引入中心,演化并形成一个凸起,其恒星是更长的恒星形成历史的结果。我们调查的稳定性的气体恒星盘在这两个制度,以及恒星形成率和元素富集。我们研究了不断发展的磁盘的形态,计算空间分辨的颜色从恒星的年龄和金属丰度的分布,包括尘埃吸收。然后,我们讨论了形态观测,如clusified结构和链星系在高红移的可能的签名破碎,富含气体的磁盘。最后,我们调查丰度比分布作为一种手段,以区分不同的情况下隆起的形成。
2003-12-04 astro-ph
Hydro-gravitational fragmentation, diffusion and condensation of the primordial plasma, dark-matter and gas
第一个结构是在原始等离子体中形成的原始空隙。当30,000年的因果关系尺度与流体引力理论的粘性和湍流施瓦茨尺度相匹配时,粘性和弱湍流力平衡了引力(Gibson 1996)。光子粘性只允许从雷诺数Re = 200的弱湍流,与碎片给原超星系团空隙,浮力,化石涡湍流,和强的声波阻尼。膨胀、冷却的等离子体继续分裂成原星系团,其密度和应变率作为弱湍流和第一结构的化石保存下来。自重力浮力引起的湍流化解释了宇宙微波背景的温度波动,而不是冷暗物质碎片中的声波振荡。在30万年前等离子体转变为气体后,原星系内部发生了气体分裂,形成了由小行星质量的原雾粒子(PFP)组成的原球状星团(PGCs)云。黑暗的PGC凝块冻结的PFP坚持作为星系晕内的暗物质,支持Schild 1996年的类星体微透镜解释。非重子暗物质扩散到等离子体原星系团空洞中,后来在扩散的施瓦茨尺度下分裂成外星系晕,表明轻的、弱碰撞的流体粒子(可能是中微子)。观察结果支持这一理论(Gibson and Schild 2003)。
2003-05-19 astro-ph
Sub-Galactic Clumps at High Redshift: A Fragmentation Origin?
我们研究了在高红移观测到的类似于链星系的团簇结构的起源。我们使用一个三维的化学动力学模拟描述的动力学恒星和两相星际介质,以及反馈过程的恒星。为了在冷云介质中进行高效率的能量耗散,最初的气体盘碎片化并发展出几个大质量的气体和恒星团。我们跟踪单个团块的演化,并确定它们的质量、金属丰度和速度。在磁盘碎片化之后的几个动态时间,团块合并形成一个巨大的凸起。计算HST和UBVRIJHKLM的颜色,包括星际尘埃的吸收,我们确定这个模型的HST图像的形态和颜色。在HDF中看到的几个奇特的形态结构可以很好地解释一个破碎的星系盘模型,包括链星系和由几个附近的结组成的物体。
2004-06-05 astro-ph
Substellar companions and isolated planetary mass objects from protostellar disc fragmentation
自引力原恒星盘是不稳定的碎片,如果气体可以冷却的时间尺度是短的轨道周期相比。本文采用流体动力学模拟和N体轨道积分相结合的方法研究了初始质量比为Mdisc/Mstar = 0.1的碎裂盘的长期演化。对于一个最初在一定半径范围内不稳定的盘,坍缩和随后的吸积的结合产生了质量谱延伸到~0.01 M_sun的亚恒星物体(对于太阳质量的恒星)。随后的引力演化在几百万年内驱逐了大多数质量较低的天体,留下了少数质量非常大的行星或棕矮星在偏心轨道上,半径适中。基于这些结果,像HD 168443这样的系统-其中的同伴接近或超过氘燃烧极限-似乎是通过引力不稳定性形成的最佳候选者。如果大质量的亚恒星伴星起源于盘的碎裂,而低质量的行星伴星则起源于核的吸积,那么在~1 au半径处拥有大质量亚恒星伴星的恒星的金属丰度分布应该不同于拥有低质量行星伴星的恒星。
2003-10-23 astro-ph
Planetesimal formation via fragmentation in self-gravitating protoplanetary discs
在气体行星形成的标准核心吸积模型中,一个未解决的问题是,微米大小的星子是如何从最初的微米大小的尘埃颗粒形成的。超过米尺寸的固体生长可能是困难的,因为粘附效率变得非常小,并且因为这些颗粒应该迅速迁移到中央恒星。在这里,我们考虑如何米大小的粒子在自引力吸积盘使用模拟,其中的固体粒子的引力影响也包括在内。米大小的粒子变得强烈地集中在盘中存在的螺旋结构中,并且如果固体与气体的密度比足够高,则可以由于它们自身的重力而破碎以直接形成微行星。这一结果表明,星子的形成可能发生在恒星形成过程的早期,而盘仍然有足够的质量来进行自引力。这一过程对固体表面密度的依赖性也与太阳系外行星优先在高金属丰度恒星周围发现的观察结果一致。
2006-07-12 astro-ph
On the Minimum Metallicity and Mass of the Population II Stars
在坍缩的原星系中,热不稳定性导致了一群冷碎片的形成,这些碎片被残余的热背景介质的压力所限制。冷云变得重力不稳定并形成恒星所需的临界质量由其内部温度和外部压力决定。我们进行了系统的研究低金属丰度云的冷却性能,我们确定,适当的外部压力和金属丰度的范围内,最低温度云可以达到附近的大质量恒星形成之前。大质量恒星强烈的紫外线辐射会使星云发光,从而抑制恒星的形成。我们还确定了这些云必须达到的最低金属丰度,以形成目前可观察到的第二星族恒星。基于我们的结论,低质量的恒星不能有效地形成在金属缺乏的环境中,我们认为,褐矮星是不可能的主要贡献者质量的星系晕。
1997-08-08 astro-ph
Cooling Flows and Metallicity Gradients in Clusters of Galaxies
在星系团中心的热气体的X射线辐射通常是假设存在稳态的,不均匀的冷却流。我们得到的金属丰度配置文件的集群内介质预期从这样的模型。流入的气体在化学上被Ia型超新星和中央星系外部的恒星质量损失所富集,这可能会产生相当大的金属丰度梯度。星系团中心金属丰度增强的幅度与中心星系光度与质量流入率的比值成正比。较热相的金属丰度预计将高于较冷、较致密相的金属丰度。半人马座星系团的金属丰度分布图与最近从ASCA测量中推断的金属丰度梯度非常一致(azawa等人,1994年)。然而,目前的数据并不排除通过一些热源来平衡冷却的替代模型。金属丰度梯度并不需要存在于所有的星系团中,这取决于星系团中央星系周围气体的最近合并历史,以及中央星系中恒星质量与冷却流中气体质量的比率。
1995-11-10 astro-ph
Interpretation of the Stephan Quintet Galaxy Cluster using Hydro-Gravitational-Dynamics: Viscosity and Fragmentation
斯蒂芬五重星系(SQ)是一个紧凑的星系群,自1877年被发现以来一直得到很好的研究,但使用冷暗物质等级聚类宇宙学(CDMHCC)是神秘的。SQ中星系间的异常红移$z = (0.0027,0.019, 0.022, 0.022, 0.022)$要么使它与来自CDMHCC的两个极不可能的入侵者形成三重奏,要么支持Arp(1973)的假设,即它的红移是内在的。另一种方法是Gibson 1996-2006的流体引力动力学(HGD)理论,其中超星系团、星系团和星系都起源于超粘性等离子体时代的引力碎裂,以及膨胀宇宙原始气体中的行星和星团质量尺度。根据这种流体力学宇宙学,SQ星系轻轻地分离,并精确地保持在视线上,这是因为它们的粘性粘性引力开始时允许的透视和小的横向速度。哈勃太空望远镜观测到的恒星和气体桥以及球状星团(YGC)轨迹是在SQ星系通过冻结的地球质量原始雾粒子(PFP)的黑暗原球状星团(PGC)团块的粘性重子暗物质晕分离时触发的。
2007-10-31 astro-ph
Lambda-Cold Dark Matter, Stellar Feedback, and the Galactic Halo Abundance Pattern
(节略)恒星晕的等级形成方案需要矮星系的吸积和分裂,但与矮球状(dSph)星系中类似的低金属丰度恒星相比,低金属丰度晕星富含α元素。我们解决这个主要的挑战,为恒星晕的层次结构的形成方案相结合的化学演化模型与宇宙学动机的质量吸积历史的银河系暗晕及其卫星。我们表明,恒星晕和矮星系的丰度模式可以解释自然的LCDM框架内。我们的解决方案从根本上依赖于LCDM模型的预测,即恒星晕中的大多数恒星都是在几个相对大质量的、约5 x 10^10 Msun、矮不规则(dIrr)大小的暗物质晕中形成的,这些暗物质在过去约10 Gyr被吸积和破坏。这些系统必然有短暂而快速的恒星形成历史,主要是由II型超新星和增强的[a/Fe]丰度的宿主恒星富集。相比之下,矮球状星系存在于~10^9 Msun的低质量暗物质宿主中,超新星风在设定观测到的中间[a/Fe]比值方面很重要。我们的模型包括从Ia型和II型超新星以及恒星风的富集,并包括一个物理动机的超新星反馈处方校准,以重现当地矮星系恒星质量-金属丰度关系。我们使用的暗物质晕类型的代表性例子,我们预计主机被摧毁的"恒星晕祖“的矮,一个幸存的dIrr,和一个幸存的dSph星系,并显示其衍生的丰度模式,恒星质量和气体质量与观察到的每种类型的系统是一致的。
2005-12-19 astro-ph