The protostar FU Orionis may not be bursting: dramatic accretion suppression in embedded young eccentric binaries
Heidelberg Institute for Theoretical Studies(海德堡理论研究所);Research School of Astronomy & Astrophysics, Australian National University(澳大利亚国立大学天体物理与天文研究学院)
本研究通过星团形成模拟发现,FU Orionis等FUor爆发可能源于嵌入年轻偏心双星中近星点处的吸积抑制与BHL吸积爆发,而非持续爆发。
2026-09-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
Low-Metallicity Star Formation : Prestellar Collapse and Protostellar Accretion in the Spherical Symmetry
通过流体力学计算,结合详细的化学和辐射过程,研究了不同金属丰度的致密核的坍缩。为此,我们构建了一个简单的化学网络与15个化学物种之间的非平衡反应,它再现了丰富的重要分子冷却剂的更详细的网络非常好。这种演化一直持续到中心形成一个流体静力原恒星。在金属丰度较低的气体云中,由于冷却效率较低,坍缩过程中的温度仍然很高。利用中心的温度演化作为密度的函数,我们讨论了在尘埃冷却阶段碎裂的可能性。假设云核在这一阶段开始时有适度的伸长,则碎裂的临界金属丰度为10^{-5}Z_sun。从密度和速度分布在原恒星形成的时候,我们评估在随后的吸积阶段的质量吸积率。利用这些吸积率,我们还计算了在吸积流稳定的假设下原恒星的演化。最后,我们讨论了可能的抑制碎片加热的环境气体的原恒星辐射,这被认为是重要的当代恒星形成。我们认为对于<10^{-2}Zsun,它是可以忽略的。
2010-08-25 astro-ph.CO astro-ph.SR
First Direct Simulation of Brown Dwarf Formation in a Compact Cloud Core
利用嵌套网格模拟研究了棕矮星的形成和恒星形成效率,覆盖了空间尺度上的五个数量级(10^4 - 0.1AU)。从一个质量为0.22M_sun的旋转磁化致密云开始,我们跟踪云的演化,直到主吸积阶段结束。大约5公里/秒的外流出现约100年前的原恒星形成,并没有消失,直到计算结束。在原恒星形成后的短时间内(约10^4年),质量吸积速率从10^-6 M_sun/yr下降到10^-8 - 10^-12 M_sun/yr。这是因为:(1)大部分的物质被原恒星流出物从宿主云中喷射出来;(2)气体在热压力的作用下从宿主云中逃逸。计算结束时,原恒星总质量(225 M Jup)的74%(167 M Jup)是从原恒星流出的,其中34%(77 M Jup)是由原恒星流出物以超音速喷出的,40%(90 M Jup)是以亚音速逃逸的。另一方面,20%(45 M_Jup)转化为原恒星,6%(13 M_Jup)保留为星周盘。因此,恒星的形成效率为0.2。由此产生的原恒星质量在棕矮星的质量范围内。我们的研究结果表明,棕矮星可以形成在紧凑的核心,在相同的方式,氢燃烧的恒星,和磁场和原恒星外流是必不可少的,在决定恒星形成效率和恒星质量。
2009-07-19 astro-ph.SR
Waterfalls around protostars: Infall motions towards Class 0/I envelopes as probed by water
摘要:恒星要形成,物质必须从核心鳞片通过外壳向中央原恒星下落。原恒星周围的速度分布没有受到很好的约束。作为“Herschel星形成区中的水”(WISH)调查的一部分,在Herschel上用HIFI观测到的6颗0类原恒星和1颗I类原恒星显示了水线观测的下降特征。我们使用1-D的非LTE RATRAN辐射转移模型的观测水线约束这些源的原恒星信封的下落速度和化学。我们假设一个自由落体的速度分布,并找到了最佳的拟合,不同的半径,在下降发生。在研究得很好的0类原恒星NGC 1333-IRAS 4A中,我们发现,在我们的观测敏感的整个包层(r>~1000 AU)上都发生了下沉。对于4个源,下沉发生在核心到包层的尺度上(即~10000-3000 AU)。在2个源中,在基态线中看到的逆P-Cygni轮廓更可能是由于大尺度运动或前景云。模型,包括一个简单的考虑化学与观察是一致的,而使用步骤丰度配置文件不。在6/7原恒星的内部包层中没有检测到激发水,这进一步证明了在这些半径处,水必须从气相中严重耗尽。其中四个源的入流是超音速的,所有源的入流都必须发生在包层的外缘,这可能是坍缩是全球性的或由外而内而不是由内而外的证据。IRAS 4A的质量下降率很大(>~10^-4 msol \yr),高于质量流出率和预期的质量吸积率,这表明任何小尺度的扁平盘状结构都是引力不稳定的,可能导致旋转碎裂和/或幕式吸积。
2013-10-12 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
The effects on a core collapse of changes in the number and size of turbulent modes of velocity
我们考虑28粒子为基础的模拟,旨在比较引力坍缩的球对称,均匀的气体核心,其中两个极端类型的湍流速度谱已初步诱导,使$\nabla \cdot \vec{v}=0 $(14模拟)和$\nabla \times \vec{v}=0 $(14模拟)。对于所有模拟,动能和热能与重力能的比率分别固定为$β$ =0.21和$α$ =0.24。大多数模拟都是以形成一个原恒星为结束,除了两个模拟形成了一个原恒星的双星系统。为了量化两种类型模拟之间的差异(或相似之处),我们计算了所得原恒星的一些积分性质,例如质量M $_f$以及比率$α_f$和$β_f$
2017-06-20 astro-ph.SR
Testing the stability of supersonic ionized Bondi accretion flows with radiation hydrodynamics
本文研究了大质量天体上一维球对称电离Bondi吸积在年轻天体上的稳定性。首先,我们推导出一个新的解析表达式的稳态两个温度的解决方案,预测存在的紧凑和超紧凑的HII区域。然后,我们表明,这种解决方案是唯一的边缘稳定,如果电离处理自洽。这导致HII区域随着时间的推移反复崩溃。我们推导出一个半解析模型来解释这种不稳定性,并使用空间收敛的一维辐射流体动力学模拟进行测试。讨论了一维不稳定性对超声速吸积流三维辐射流体力学模拟的影响。
2019-03-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Effect of dust rotational disruption by radiative torques on radiation pressure feedback from massive protostars
尘埃上的辐射压力被认为在大质量恒星的形成过程中起着至关重要的作用,它通过作用于中心原恒星上的引力坍缩。然而,尘埃的性质在密集地区的大质量原恒星的强烈辐射照射的约束不足。以往的研究通常假设标准的星际尘埃模型来限制吸积形成的大质量恒星的最大质量,这似乎与尘埃演化理论相矛盾。本文利用恒星辐射对尘埃同时产生辐射压力和辐射力矩的事实,研究了辐射力矩(RAT)对尘埃颗粒转动扰动对辐射压力的影响,并探讨了其对大质量恒星形成的意义。在本文中,我们专注于原恒星的信封,并采用球面几何。我们发现,原来的微米大小的大颗粒,大概形成在非常密集的地区,可以迅速被打乱成小颗粒的RAT由于红外辐射从热尘埃壳附近的直接恒星辐射诱导的升华前。由于旋转破坏的尺寸分布的修改,辐射压不透明度可以从原始尘埃模型的预期值减少$\sim 3$的一个因素。然而,要通过球形吸积形成大质量恒星,尘埃与气体的质量比需要像以前发现的那样减少$\sim 5$。
2021-07-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Star formation in dense clusters
一个同样可能停止的核心-团块吸积模型描述了星团中致密部分的恒星形成,而孤立坍缩核心的模型可能不适用。每一个核心都以恒定的速率吸积到它的原恒星上,而周围的气体团则以原恒星质量的幂的形式吸积。短的吸积流类似于舒吸积,并形成低质量的恒星。长流类似于减少的邦迪吸积,并形成大质量恒星。吸积的停止是由于动力抛射、引力竞争和恒星反馈的气体扩散等环境过程,与初始核心结构无关。该模型匹配场星IMF从0.01到超过10个太阳质量。核心吸积率和平均吸积持续时间设置IMF的峰值,独立于当地的金斯质量。大质量的原恒星需要最长的吸积时间,可达50万年。星团中最大的原恒星光度表明了其最古老的原恒星的质量和年龄。如果原恒星的出生率是恒定的,那么原恒星的光度分布与活跃恒星形成区的光度分布相匹配,但如果它们的出生是同时代的,那么原恒星的光度分布就不匹配。对于恒定的出生率,YSO与原恒星的比例表明了星团的恒星形成年龄,通常为100万年。原恒星吸积光度通常小于其稳定的球形值的一个因素~2,符合幕式磁盘吸积模型。
2011-09-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Constraining the physical structure of the inner few 100 AU scales of deeply embedded low-mass protostars
(节略)在小于300天文单位的尺度上,深埋低质量原恒星(0级)的物理结构仍然没有得到很好的限制。确定这一点对于理解从核心到磁盘的物理和化学演变至关重要。在这项研究中,两个模型的发射,高斯磁盘强度分布和参数化的幂律磁盘模型,适合亚弧秒分辨率干涉连续观测的5个0级源,包括一个源与确认开普勒磁盘。作为参考,一个球对称的单一幂律包络线拟合到较大尺度($\sim$ 1000 AU)的排放,并进一步研究了较小尺度上的源之一。薄盘模型可以近似的发射和物理结构,在内部的几个100 AU尺度的研究深嵌入的低质量原恒星,并铺平了道路,分析一个更大的样本ALMA。虽然盘半径同意与以前的估计,质量是不同的一些来源的研究。假设一个典型的温度分布,在100 K以上的磁盘中的质量的分数在7%至30%之间变化。需要运动学数据来确定开普勒圆盘的存在。使用以前的观测p-H $_2^{18}$ O,我们估计的相对气相水丰度大约比以前推断的高一个数量级时,温暖和寒冷的H $_2$作为参考。球对称单次幂律包络模型不能同时再现小尺度和大尺度辐射。
2016-03-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Key Physical Parameters Influencing Fragmentation and Multiplicity in Dense Cores of Orion A
本研究对比猎户座A中碎裂与未碎裂的致密核,发现含双星/多星系统的致密核密度和马赫数更高,湍流与磁场能量比和碎裂无关,表明高密度和超声速湍流是碎裂关键,磁场影响有限。
2025-07-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical study of intermediate-mass (IM) Class 0 protostars. CO depletion and N2H+ deuteration
我们正在对IM 0类原恒星的代表性样本中的原恒星封套进行物理和化学研究。在我们的第一篇论文(Criminal et al. 2010)中,我们确定了原恒星包层的物理结构(密度-温度径向分布)。在这里,我们研究了CO耗尽和N2 H+氘代。我们用IRAM 30米望远镜观测到了C_(18)O、C_(17)O、N_2 H ~+和N_2D ~+的毫米谱线。在此基础上,我们利用辐射转移程序计算了C18 O、N2 H+和N2 D+在其包层上的径向丰度分布。此外,我们模拟了原恒星包层的化学性质。所有的C18 O 1-0图都很好地拟合,假设C18 O丰度在原恒星包层内向内减少,直到气体和尘埃达到CO蒸发温度20- 25 K,CO被释放回气相。0类IM中的N2 H+氘分馏为[N2 D +]/[N2 H +]=0.005-0.014,比星际介质中的元素[D/H]值高两个数量级,但比星前团块低10倍。化学模型占C18 O和N2 H+的意见,如果我们假设的CO丰度是2倍低于内信封的典型值。这可能是由于CO在蒸发和/或CO被恒星UV辐射光解之前在颗粒表面转化为CH 3OH的结果。氘分馏不能用化学模型来拟合。这种差异很可能是由于我们的模型假设为球形几何形状,忽略了双极外流和恒星紫外辐射等重要现象的影响。更重要的是,氘分馏是依赖于邻-对氢的比例,这是不可能达到稳态值在这些原恒星的动态时间尺度。
2010-07-05 astro-ph.SR
Variable protostellar mass accretion rates in cloud cores
球形流体动力学模型与多方状态方程(EoS)形成的原恒星重新审视,以调查所谓的光度难题突出的观测。对于具有多变指数$γ$ >1的EoS的分子云(MC)核心,随着原恒星的出现,中心质量吸积率(MAR)随着时间的增加而减小,这为光度问题提供了一个合理的解决方案。当MAR降低时,原恒星的光度也降低,这意味着用等温模型从目前观测到的光度推断恒星形成时间是无效的。此外,径向密度分布和无线电连续不断的许多MC核心演变向原恒星的观测也表明,多变的动力学领域的$γ$ > 1应使用的物理模型。
2017-05-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Evolutionary tracks of massive stars during formation
将原恒星结构、环境、入流和辐射反馈的演化算法结合起来,构造了一个大质量恒星模型。我们调查指定的吸积历史的常数,减速和加速形式,并考虑热和冷吸积,确定与球形自由落体和磁盘吸积,分别。诊断工具的解释阶段的大质量恒星形成和测试的演化模型,然后开发。演化轨道能够适合赫歇尔太空望远镜的数据要求所产生的恒星质量比以前的解释少三到四倍,因此与$10 -- 15\%$的星团恒星形成效率一致。然而,对于这些冷赫谢尔团块,测辐射热温度不是一个很好的诊断,以区分吸积模型。我们还发现,无论是球形还是盘吸积都不能解释许多原恒星的高射电光度。然而,我们发现了一个解决方案,其中的极紫外线通量需要解释的无线电发射的产生,如果吸积流是通过自由落体到热点覆盖不到$10\%$的表面积。此外,原恒星必须是紧凑的,因此是通过冷吸积形成的。我们表明,这些结论是独立的强加的吸积历史。这表明,大质量恒星是通过气体吸积盘形成的,在恒星膨胀之前的阶段,气体吸积盘通过磁通量管道将质量下载到原恒星上。
2013-11-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Impact of accretor size on the morphology of supersonic Bondi-Hoyle-Lyttleton accretion flows
本研究通过绝热流体动力学模拟分析不同长度尺度下吸积体大小对超声速邦迪-霍伊尔-利特尔顿吸积流形态、吸积率及各向异性的影响,发现吸积体大小显著影响流结构,解析霍伊尔-利特尔顿半径对捕捉大尺度特征至关重要。
2025-02-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Origin of the hot gas in low-mass protostars: Herschel-PACS spectroscopy of HH 46
“与赫歇尔一起形成恒星的区域中的水”(WISH)是赫歇尔的一个关键计划,旨在了解年轻恒星物体(YSO)的物理和化学结构,重点是水和相关物种。低质量原恒星HH 46被赫歇尔空间天文台的光电探测器阵列相机和光谱仪(PACS)观测,测量位于63和186 μ m之间的H2O,CO,OH,[OI]和[CII]线的发射。发射的激发和空间分布可以解开YSO的不同加热机制,具有比以前更好的空间分辨率和灵敏度。在原恒星的位置和流出轴上检测到远红外线发射。OH排放主要集中在中心位置,CO排放主要集中在中心位置和沿出流方向,H2O排放主要集中在出流方向。此外,[OI]排放被认为是在低速气体,假设是有关的信封,也看到移动到170公里/秒的红色和蓝移喷流。包络模型是根据以前的观测约束条件构建的。他们指出,被动加热的球形信封的原恒星的光度不能解释高激发分子气体检测与PACS,包括CO线与高水平以上的基态在>2500 K。相反,温暖的CO和H2O的排放可能是产生在一个流出雕刻腔的信封,这是由紫外光子和非解离的C型冲击加热的墙壁。明亮的OH和[OI]发射归因于原恒星附近致密气体中的J型冲击。在这里描述的情况下,由远红外线在中央空间像素的组合冷却估计为2 \times 10-2 L_sun,与60-80%归因于J-和C-型冲击之间的相互作用产生的喷流和信封。
2010-05-12 astro-ph.SR
SOFIA/FORCAST and Spitzer/IRAC Imaging of the Ultra Compact H II Region W3(OH) and Associated Protostars in W3
本文介绍了SOFIA上的FORCAST仪器和Spitzer/IRAC对超致密H Ⅱ区W3(OH)的红外观测结果。我们贡献新的波长数据的光谱能量分布,这限制了光学深度,粒度分布,和周围的H II区域的尘埃壳的温度梯度。我们将尘埃组分模拟为一个球壳,包含一个半径约600 AU的内腔,由一颗O 9型中心恒星照射,温度约31,000 K。该系统的总光度为71,000 L_solar。在SED中观察到的2.2 - 4.5微米的过量发射可以通过我们观察到壳结构中的空腔开口或团块来解释,由此来自壳的温暖内部的辐射可以逃逸。我们声称检测附近的水脉泽源W3(H2O)在31.4和37.1微米使用束反卷积的FORCAST图像。我们将这个物体的通量密度限制在19.7 - 37.1微米。此外,我们提出了四个年轻的恒星和原恒星物体在SOFIA领域,大概与W3分子云的原位观测。来自Robitaille等人的模型SED拟合工具的结果。(2006,2007)提出两个天体(2 MASS J 02270352 +6152357和2 MASS J 02270824 +6152281)是中等光度的(~ 236 - 432 L_太阳)原恒星;一个天体(2 MASS J 02270887 +6152344)要么是一颗高质量的原恒星,光度3000 L_solar,要么是一颗质量较小的年轻恒星,有一个巨大的星周盘,但外壳耗尽;一个…
2012-08-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Collapse and Fragmentation of Magnetic Molecular Cloud Cores with the Enzo AMR MHD Code. I. Uniform Density Sphere
磁场是分子云核心坍缩动力学的重要因素,对坍缩是否导致单一原恒星或分裂成双星或多原恒星系统有重大影响。提出了新的模型的崩溃的磁云核使用自适应网格细化(AMR)的代码恩佐2.0。该程序被用来计算初始球形、均匀密度和旋转云的理想磁流体动力学(MHD),Boss和Bodenheimer(1979)三维(3D)流体动力学(HD)代码的标准等温测试情况。在首先验证恩佐再现了预期的非磁性测试用例的二进制碎片,一个大的一组模型计算不同的初始磁场强度和方向相对于云核旋转轴(平行或垂直),密度扰动幅度,状态方程。产生了三种显着不同的结果:(1)收缩而不持续坍缩,形成更致密的云核,(2)坍缩形成具有显着旋臂的单个原恒星,以及(3)坍缩并分裂成具有多个旋臂的二元或多个原恒星系统。与以前的MHD计算类似的云与正压状态方程进行了比较。这些结果的坍缩的初始密度均匀的球体说明了核心的重要性,磁场方向和场强,以确定动态的原恒星坍缩的结果。
2013-01-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modelling Herschel observations of hot molecular gas emission from embedded low-mass protostars
目标。年轻的恒星与周围的环境发生强烈的相互作用,这从赫歇尔空间天文台在嵌入的低质量原恒星中检测到的高度旋转激发的CO(高达Eup=4000 K)和H2O发射(高达600 K)中可以看出。我们的目标是建立一个模型,再现观测定量,调查的排放的起源,并使用线作为探针的各种加热机制。方法.该模型包括一个球形信封与双极流出腔。三种加热机制被认为是:被动加热的原恒星的光度,紫外线照射的外流腔壁,沿腔壁的C型冲击。线通量计算CO和H2O的赫歇尔数据和补充的地面数据的原恒星NGC 1333 IRAS 2A,HH 46和DK茶相比。选择这三个来源是为了跨越一系列的进化阶段和物理特征。结果包层中被动加热的气体占所有旋转线(直到J=40-39)的CO光度总和的3-10%;它最好由低J CO同位素线(如C18 O 2-1和3-2)探测。紫外线加热的气体和C型冲击,探测12 CO 10-9和更高的J线,各占20-80%。模型拟合显示了一个初步的演化趋势:CO排放主要是由冲击在最年轻的源和紫外线加热的气体在最古老的。这一趋势主要是由较低的包络密度在更先进的来源。在所有情况下,总的H2O线光度都是由激波主导的(>99%)。由于气体温度随入射UV通量变化的不确定性,这两种物质的确切百分比至少有2倍的不确定性。然而,在定性的水平上,需要UV加热的气体和C型冲击来再现CO和H2O的远红外旋转线中的发射。
2011-12-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
OH far-infrared emission from low- and intermediate-mass protostars surveyed with Herschel-PACS
OH是恒星形成区水化学中的关键物质,因为它的存在与水的形成和破坏密切相关。本文介绍了23个低质量和中等质量的年轻恒星天体的OH观测与PACS积分场光谱仪上的赫歇尔的背景下,水在恒星形成区域与赫歇尔(WISH)的关键计划。大多数低质量源具有紧凑的OH发射(< 5000 AU尺度),而大多数中等质量源中的OH线在整个PACS探测器视场(> 20000 AU)上延伸。OH发射的强度与各种源的性质,如热光度和信封质量,但也与OI和H2O的排放。具有许多OH线的源的转动图表明,OH的能级布居可以近似为玻尔兹曼分布,激发温度约为70 K。球对称信封的辐射转移模型不能再现的OH排放通量,也不是他们的宽线宽,强烈建议流出的起源。板激发模型表明,所观察到的激发温度可以达到,如果OH分子暴露于一个强的远红外连续辐射场,或者如果气体的温度和密度是足够高的。使用现实的源参数和辐射场,它示出的情况下,Ser SMM 1,辐射泵浦起着重要的作用,从上能级能量高于300 K的跃迁。在低质量源的紧凑的排放和所需的存在下,一个强大的辐射场和/或高密度,以激发OH分子指向一个起源的冲击在内部信封接近原恒星。
2012-12-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
The backreaction of stellar wobbling on accretion discs of massive protostars
本研究通过三维辐射流体力学模拟发现,恒星摆动引起的角动量重新分布使吸积盘变小变圆、减少引力碎裂并阻止团块弹出,其合成毫米波段图像更符合 ALMA 对大质量年轻恒星体的观测。
2024-05-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Hunting pre-stellar cores with APEX: Corona Australis 151, the densest pre-stellar core or the youngest protostar?
本研究利用APEX望远镜的分子谱线观测,确认了前恒星核Corona Australis 151具有极高密度和低温,并发现高氘化程度及高速翼迹象,表明其可能处于高度演化阶段或为极低光度原恒星。
2025-02-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
A Turbulent-Entropic Instability and the Fragmentation of Star-Forming Clouds
星际云内超音速湍流的动能通过激波和随后的线辐射的耗散而冷却。因此,云容易受到由特定熵控制的凝结过程的影响。在类似于热力学熵的形式中,超音速湍流的熵与平均湍流速度和尺度的乘积的对数成比例。我们推导出一个分散关系的增长熵不稳定性在一个球形的自引力云,并发现有一个临界的最大耗散时间尺度,约等于交叉时间,允许碎片和随后的恒星形成。然而,湍流能量损失的时间尺度可以更短或更长,例如在快速热冷却或注入机械能的情况下。不同恒星形成区域能量损失的时间尺度差异可能导致结果的差异,例如初始质量函数。
2020-01-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Anomalous CO2 Ice Toward HOPS-68: A Tracer of Protostellar Feedback
我们报告检测到一个独特的CO2冰带对深埋,低质量的原恒星HOPS-68。我们的光谱是用斯皮策太空望远镜上的红外光谱仪获得的,揭示了一个15.2微米的CO2冰弯曲模式剖面,无法用通常在其他原恒星上发现的相同冰结构进行建模。我们开发了一个修改后的CO2冰剖面分解,包括添加新的高品质的纯,结晶CO2冰的实验室光谱。使用这个模型,我们发现87-92%的CO2被封存为球形的富含CO2的地幔,而典型的星际冰显示出形状不规则的富含氢的地幔的证据。我们认为:(1)HOPS-68在视线方向上几乎完全没有未处理的冰是由于其扁平的包层结构,其外层包层中缺乏冷吸收材料,并且在其内部(10 AU)包层区域内具有极端集中的材料;(2)一个高能事件导致内部包层冰蒸发,然后冷却和再冷凝,解释了球形二氧化碳冰帽在贫氢混合物中的封存。升华的机制可能是一个短暂的吸积事件或冲击之间的相互作用区域的原恒星流出和信封。所提出的方案是一致的罕见的观测到的CO2冰剖面,形成近纯CO2冰,和生产的球形冰地幔。因此,HOPS-68可能提供了一个独特的窗口,以了解原恒星的反馈过程,因为外流和加热塑造了原恒星封套和分子云的物理和化学结构。
2013-02-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Rotating massive O stars with non-spherical 2D winds
我们提出的解决方案的速度场和质量损失率为二维轴对称流出,以及通过使用的Lambert W-函数的情况下,质量吸积。对于旋转辐射驱动风的情况下,速度场的解析获得使用的线加速度,仅取决于半径r在任何给定的纬度$θ$的参数化描述。线加速度g(r)由Monte-Carlo多线辐射转移计算得到。我们的运动方程的临界点/音速点随纬度$θ$而变化。此外,一个近似的解析解的超声速流动的旋转风推导出,这是非常相似的精确解。对于质量损失率和速度场的同时解决方案,我们使用我们的一维方法扩展到非球形的二维情况下的迭代方法。我们应用新的理论表达式与我们的迭代方法的恒星风从差分旋转40 $M_{sun}$ O 5-V主序星以及60 $M_{sun}$ O-巨星,我们比较我们的结果与以前的研究是Castor等人(1975,ApJ,195,157)CAK形式的扩展。接下来,我们考虑扁率和重力暗化的影响。我们的数值计算结果预测了质量损失率的赤道下降,这意味着(表面平均)总质量损失率低于球形1D的情况下,在矛盾的Maeder & Meynet(2000,A&A,361,159)的形式主义,经常采用的恒星演化计算旋转的大质量恒星。为了澄清自然界中的情况,我们讨论了观测测试,以约束大尺度二维恒星风的形状。
2014-03-19 astro-ph.SR
Massive Outflows Driven by Magnetic Effects in Star Forming Clouds with High Mass Accretion Rates
利用三维磁流体动力学模拟研究了星周盘的质量吸积速率与磁驱动风的质量喷射速率之间的关系。使用一个具有不同的热能与引力能之比的球形云核来定义初始条件,它决定了物质在圆盘上的吸积速率,然后计算了几个云核在原恒星形成后大约10^4年的外流传播。只有当初始云核的磁能与引力能相当时,质量抛射率和吸积率才具有可比性。因此,在强磁性的云中,更高的质量吸积率自然会产生大质量的原恒星和大质量的外流。模拟的外流质量、动量、动能和动量通量与观测结果吻合良好,表明大质量恒星的形成机制与低质量恒星相同,但需要非常强的磁场来发射大质量外流。
2017-04-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modeling disks and magnetic outflows around a forming massive star: II. Dynamics of jets from massive protostars
大质量恒星的形成会发射出磁性的外流,这实际上是寻找大质量恒星形成地点的一个标志。然而,直到最近几年,才有可能对这种外流的形成和传播的机制进行理论和观察研究。通过这项工作,我们的目标是详细研究从大质量恒星形成的早期阶段驱动高度准直流出的机制,以及这些过程如何受到形成大质量恒星的出生环境的影响。我们进行了一系列的31模拟,目的是建立一个统一的理论图片,这些机制,并看到不同的环境的影响如何改变其形态和动量输出。磁流体动力学模拟也考虑欧姆耗散作为一个非理想的效果,自重,和扩散辐射运输的热吸收和排放的灰尘和气体。我们从一个坍缩的云核开始,云核被一个初始均匀的磁场穿过,并缓慢旋转。我们利用球坐标系中的二维轴对称网格。在模拟中,我们可以清楚地区分快速、磁离心发射和准直的喷流(速度> 100 km/s)与由随时间加宽的磁压驱动的更宽的磁塔流。我们详细分析了加速的流动,其重新准直的磁力发生在几百个天文单位的距离。我们量化的流出,这缩小了系统的后期演化的流出腔的磁制动的影响。我们观察到存在相同的喷气驱动机制的大规模原恒星的出生环境的假设范围广泛,但随着时间的推移,它们的形态和机械反馈到更大的尺度的变化。
2022-10-04 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Competitive accretion in the protocluster G10.6-0.4?
我们提出的高空间分辨率的观测结果,在1.1毫米波段,与亚毫米阵列(SMA),对原星系团G10.6-0.4。1.1mm的连续辐射显示了7个致密的核,在HCN(3- 2)线的红移吸收谷中检测到了所有的落体运动。这是第一次在一个原星系团中看到多个源的下落。我们还确定了四个红外点源在这个地区,这是最有可能的0/I类原恒星。从Spitzer/IRAC图像中还识别出两个喷流状结构。位于中心的致密核心比偏离中心的核心具有大得多的质量。团块处于整体塌陷状态,下落运动是超音速的。核心速度的标准差和核心与云/团之间的速度差都大于热速度频散。G10.6-0.4的图像似乎支持“竞争吸积”模型,但需要通过进一步的观测来检验。
2013-05-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Flow Morphology of a Supersonic Gravitating Sphere
本文通过三维 Athena++ 流体动力学模拟,研究超声速引力硬球在不同吸积半径比值下的流动形态,揭示分离泡与球对称晕两种机制,并提出依赖激波脱体距离的新动力学摩擦公式。
2023-10-31 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Do Stellar Winds Prevent the Formation of Supermassive Stars by Accretion?
超大质量恒星(SMS;~ 10^5 M_sun)在早期宇宙中由不含金属的气体形成,作为在高红移处观察到的超大质量黑洞的祖先而引起人们的注意。为了通过吸积形成SMSs,中心原恒星必须以~ 0.1-1 Msun/yr的高速率吸积。此类原恒星具有非常延伸的结构,具有臃肿的外壳,就像超巨星一样,被称为超巨星原恒星(SGPS)。在流体静力平衡的假设下,SGPS具有密度反转层,在那里,光度在表面附近变得局部超爱丁顿。然而,如果允许包层物质流出,恒星风可能会在达到超大质量状态之前发射并阻碍SGPS的吸积增长。我们研究辐射驱动的风是否从SGPS发射通过构建稳定和球对称风的解决方案。我们发现,在任何情况下,风速都不会达到逃逸速度。这是因为一旦温度降到~ 10^4 K以下,由于氢的复合,不透明度急剧下降,加速突然停止。这表明,在现实的非定常情况下,即使流出从表面发起的SGPS,他们会再次回落。这样的“风”不会导致净质量损失,也不会阻止SGPS的生长。总之,只要维持快速吸积,SGPS将成长为SMS,并最终坍缩为~ 10^5 M_sun的大质量BH。
2016-11-29 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
How Does a Protostar Form by Magnetized Gravitational Collapse?
本研究通过二维非理想磁流体模拟,系统探索了不同状态方程对非旋转球对称云核磁化引力坍缩的影响,发现Γ≤4/3时坍缩可持续并形成中心原恒星,等温EOS最有利于坍缩,而Γ>4/3则因冷却不足延迟下落。
2025-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetohydrodynamical modeling of star-disk formation: from isolated spherical collapse towards incorporation of external dynamics
本文综述星盘形成的磁流体动力学建模,梳理先进球对称坍缩模型、外部物质落入模型及从巨分子云到星盘的多尺度模拟,并展望多尺度多物理耦合研究的挑战。
2024-06-16 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Confronting Outflow-Regulated Cluster Formation Model with Observations
理论上,原恒星外流已经被证明能够在形成星团的团块中维持超音速湍流,并使每一个自由落体时间的恒星形成率低至百分之几。我们的目的是检验这个外流调节的团簇形成模型的两个基本预测,即(1)团簇应该接近维里平衡和(2)湍流耗散率应该由外流动量注入率平衡,使用最近的外流调查对附近的8个团簇形成的团簇(B59、L1551、L1641 N、巨蛇座主云、巨蛇座南、$ρ$ Oph、IC 348和NGC 1333)。我们发现,几乎所有的来源,团块接近维里平衡和外流动量注入率超过湍流动量耗散率。此外,流出动能是显着小于块重力能的中间和大规模的块与$M_{\rm cl} \gtrsim {\rm a \ few} \times 10^2 M_\odot$,这表明流出反馈是不足以分散作为一个整体的块。观测到的原恒星的数量也表明,每一个自由落体时间的恒星形成率对于所有的团块来说都是很小的,只有几个百分点。这些基于观测的结果加强了外流调节团簇形成的情况。
2014-01-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
A quantification of the non-spherical geometry and accretion of collapsing cores
我们提出了第一个详细的分类结构的0类核心在一个巨大的分子云的高分辨率模拟。模拟的云包含10^4个太阳质量,并产生超过350个核心,这允许有意义的统计。根据核偏离球对称的程度,将核分为三类。我们发现,四分之三的核心是更好地描述为不规则的细丝比球体。最近的Herschel结果表明,核心是在细丝网络中形成的,我们发现这对所产生的核心几何形状产生了重大影响。我们发现,柱密度和冲压压力所看到的原恒星是不均匀的,一般峰值沿轴的灯丝。地核中物质的角动量矢量在大小和方向上都是变化的,这将导致中心源的旋转矢量在地核坍缩期间发生波动。对于质量更大的恒星,来自原始核心体积外环境的吸积甚至比来自核心本身的吸积更重要。这种额外的气体主要沿着芯嵌入其中的致密细丝积聚到芯上,并且芯的表面的不与细丝重合的部分具有非常少的额外材料穿过它们。球对称的假设不能适用于大多数坍缩的核心,也不能很好地描述恒星如何从原始核心半径之外吸积气体。这对我们理解坍缩的核心,特别是它们的线轮廓,辐射对它们的影响以及它们的碎裂能力产生了影响。
2010-09-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Prestellar Core Formation, Evolution, and Accretion from Gravitational Fragmentation in Turbulent Converging Flows
我们研究星前核的形成和吸积的三维流体动力学模拟的基础上。我们的模拟代表本地$\sim 1$ PC地区内的巨大分子云的超音速湍流收敛,触发恒星形成的后激波层。我们包括紊流和自重,应用下沉粒子技术,并探讨了入流马赫数${\cal M}=2-16$的范围。两组核心的识别和比较:$t_1$ -核心识别的时间快照,在每个模拟,代表在一个单一的云图密集的结构; $t_\mathrm{coll}$ -核心识别在其各自的崩溃时间,代表最初的质量水库吸积。我们发现,核心和细丝的形成和演变是同时进行的。在核心崩溃的阶段,有一个定义明确的,收敛的特征质量的等温碎裂,是在冲击后压力的临界邦纳-埃伯特质量相媲美。与观测到的恒星初始质量函数(IMF)相比,$t_\mathrm{coll}$ -核心的核心质量函数(CMFs)显示出高质量核心($\gtrsim 7M_\odot$)的不足。然而,$t_1$核心的CMF与观测到的CMF相似,并且包括许多重力稳定的低质量核心。$t_1$ -核心和$t_\mathrm{coll}$ -核心之间的差异表明,从观测到的CMF的完整样本可能不会演变成原恒星。在整个模拟过程中,单个汇粒子以大致恒定的速率吸积,即使在初始质量库吸积之后,每个自由落体时间也会获得一个$t_\mathrm{coll}$核心质量。高质量的汇在后期比低质量的汇按比例获得更多的质量。由于团块密度结构落入汇中…
2015-04-08 astro-ph.SR
On the evolution of the mass density profile of dense molecular clouds
本文推导了致密无旋分子云质量密度轮廓演化的方程组,基于系综模型,得到远离中心密度轮廓指数为2且为吸引子,该值应在致密分子云中可观测。
2025-06-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Accretion vs. Core-Filament Collision: Implications for Streamer Formation in Per-emb-2
本研究针对原恒星核Per-emb-2的流光体起源问题,通过射电观测与结构分析,排除了吸积起源假说,提出核-纤维碰撞机制,认为流光体是碰撞形成的弓形结构,对原恒星质量累积无显著贡献。
2024-09-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
Importance of the Initial Conditions for Star Formation - II. Fragmentation Induced Starvation and Accretion Shielding
研究了不同初始条件下初始密度分布和初始湍流对原恒星团形成过程的影响。我们用三维自适应网格加密模拟研究了致密分子云核的坍缩。我们的讨论集中在湍流动力核中的原恒星物体之间的气体分布。尽管在初始配置和由此产生的气体和集群形态的大的变化,我们发现,所有的星团遵循一个非常相似的气体吸积行为。一旦次级原恒星开始形成,星系团的中心区域就被有效地屏蔽,免受进一步的吸积。因此,位于中心附近的物体缺乏物质,如中心吸收率的强烈下降所示。这种碎裂诱导的饥饿现象不仅发生在旋转支撑的盘和丝中,而且发生在具有复杂混沌运动的球对称星系团中。
2011-11-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
Upper stellar mass limit by radiative feedback at low-metallicities: metallicity and accretion rate dependence
我们研究了不同吸积率和金属丰度的形成中恒星辐射反馈所设定的恒星质量上限。为此,我们数值求解结构的原恒星和它周围的吸积信封假设一个球对称和稳定的流动。尘埃茧是吸积包层的尘埃部分,其光学深度在来自恒星光球层的直射光和作为尘埃热辐射重新发射的漫射光之间是不同的。因此,改变金属丰度定性地改变了辐射反馈抑制吸积流的方式。在固定的吸积速率$10^{-3}M_{\odot} {\rm yr^{-1}}$的情况下,直射光和漫射光两者共同操作以防止在$Z \gtrsim 10^{-1}Z_{\odot}$处的质量吸积。在$Z \lesssim 10^{-1}Z_{\odot}$,漫射光不再有效,直射光仅限制质量吸积。在$Z \lesssim 10^{-3}Z_{\odot}$,HII区的形成在吸积终止中起着重要作用。所得的质量上限随着金属量的降低而增加,从几个$\times~10~M_\odot$到$\sim 10^3~M_\odot$超过$Z = 1Z_{\odot} - 10^{-4}~Z_\odot$。我们还说明了大质量恒星形成核心的辐射光谱如何随着金属丰度的降低而变化。首先,位于$1Z_{\odot}$处的$30 μ{\rm m}$周围的光谱的峰值波长移动到$Z \lesssim 0.1 Z_\odot$处的$< 3 μ{\rm m}$。第二,由于无定形硅酸盐带,$10 μ\rm{m}$处的…
2017-10-02 astro-ph.GA astro-ph.SR