Protostellar accretion traced with chemistry: Comparing synthetic C18O maps of embedded protostars to real observations
背景:了解原恒星如何增加质量是恒星形成的核心问题。这方面的一个方面是试图了解是否在深埋物体的吸积率的时间演变是最好的特点是从早期到后期阶段的平稳下降或高吸积的间歇性爆发。目的:我们在分子云的大型数值模拟中创建了深埋原恒星的合成观测,并将其与真实观测进行了直接比较。目的是比较模拟中的偶发吸积事件与观测结果,并测试用于分析观测结果的方法。研究方法:简单的冻结和升华化学添加到模拟,和合成的C $^{18}$ O线立方体创建了大量的模拟原恒星。C $^{18}$ O的空间范围进行测量模拟的原恒星,并直接与16个深埋的原恒星与亚毫米阵列观察到的样本进行比较。如果CO的分布面积比根据原恒星光度预测的要大,这可能表明过去的光度较高,并且CO仍处于再冻结过程中。结果如下:大约1%的模拟中的原恒星显示扩展的C $^{18}$ O排放,而在观测中约为50%,这表明模拟中的情节吸积事件的幅度和频率相对于观测过低。模拟中的原恒星吸积率主要是由较大尺度的分子云的下落调制的,不包括任何盘物理。模拟和观测之间的差异被认为是支持磁盘的必要性,即使在深深嵌入的对象,产生足够的频率和振幅的情节吸积事件。
2015-12-19 astro-ph.SR
Infall-Driven Protostellar Accretion and the Solution to the Luminosity Problem
我们调查的作用,质量下降的形成和演化的原恒星。为了避免特设的初始和边界条件,我们认为,自洽从模拟形成的星团在湍流分子云的下落。我们表明,在湍流云的下降率是可比的吸积率推断从原恒星的光度或测量前主序星。在模拟原恒星的光度和盘的演化时,即使在嵌入的原恒星阶段之后,它们也不应该被忽略。我们发现大的变化,从原恒星到原恒星,和个人的原恒星的演变过程中的大的波动率。在大多数情况下,坍缩速率最初是10 $^{-5}$ \msun \ yr $^{-1}$,在低质量恒星形成时可能迅速衰减,或者在更大质量恒星形成时保持相对较大的速度。模拟结果较好地再现了观测到的原恒星光度特征值和散射,并与观测到的原恒星光度函数相匹配。因此,一旦真实的原恒星坠落历史被考虑在内,光度问题就解决了,而不需要极端的吸积事件。这些结果是基于随机驱动的磁流体动力学湍流的模拟规模为4pc,包括自重力,自适应网格细化到50 AU的分辨率,和吸积汇粒子。模拟结果显示,恒星形成率较低,与观测结果一致,在整个模拟过程中,下沉粒子的质量分布与观测到的恒星初始质量函数一致,在320万年前形成了近1,300个下沉粒子。
2014-10-07 astro-ph.SR
Accretion Disk Magnetic Braking
Swinburne University of Technology(斯威本科技大学);Centre for Astrophysics and Super Computing, Swinburne University of Technology(斯威本大学天体物理学与超级计算中心)
研究吸积盘磁制动机制,推导吸积速度、质量吸积率及能量耗散等参数的解析方程,为原恒星形成计算模型提供验证依据。
2026-02-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
A theoretical perspective on the formation and fragmentation of protostellar discs
讨论了影响原恒星盘形成和引力碎裂的因素。我们首先回顾如何观测星前核心可以进行统计分析,以产生合理的初始条件,模拟其随后的崩溃。基于这些初始条件的模拟表明,尽管星前核心的湍流水平较低,但它们提供的主要原恒星和相关光盘通常会受到随机脉冲扰动;因此原恒星的自旋和轨道不对准是常见的。此外,模拟产生的原恒星,集体有一个质量函数和二进制的统计相匹配,在附近的恒星形成区观察到的,但只有当一个显着的部分,在核心的湍流能量是螺线管,吸积到主原恒星是偶发的占空比> 3000年。在这种情况下,一个核心通常会产生4到5颗原恒星,效率很高,而质量较低的原恒星主要是由盘碎片形成的。圆盘中的原始碎片在动力学时间尺度上损失热能的要求表明,{ \bf存在}圆盘碎片化的最佳点,半径为70 AU < R < 100 AU,温度为10 K < T < 20 K,这可能解释了棕矮星沙漠。
2016-05-18 astro-ph.SR
Protostellar Disk Formation Enabled by Weak, Misaligned Magnetic Fields
形成恒星的气体是磁化的,强磁场可以有效地传输角动量。这种现象的大多数理论模型发现,即使考虑到非理想磁流体动力学(MHD)效应,使磁场和气体解耦,它也应该阻止在大多数原恒星周围形成大的(>100 AU)旋转支撑盘。利用最近对原恒星核中磁场强度和方向的观测,我们证明了这一结论是不正确的。磁场强度的分布范围很广,在原恒星核心内,磁场和角动量矢量之间的排列基本上是随机的。通过结合磁场强度和错位数据与MHD模拟表明,磁盘的形成是预期的弱和错位的领域,我们表明,这些观察意味着,我们应该预期磁盘分数的~10 - 50%,即使原恒星仍然深深嵌入在他们的母核,即使气体是由理想的MHD。
2013-01-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Recurrent Planet Formation and Intermittent Protostellar Outflows Induced by Episodic Mass Accretion
研究了从星前核阶段到原恒星形成后10^4年左右磁化云核中星周盘的形成和演化。在星周盘中,由于磁不活跃区域的引力不稳定性首先发生碎裂,并出现亚恒星质量的物体。星下质量的天体由于与巨大的星周盘的引力相互作用而失去轨道角动量,最后落在原恒星上。在这次下降之后,星周盘通过质量吸积增加了它的质量,并再次引起碎裂。星下质量物体的形成和下落在星周盘中重复,直到主吸积阶段结束。在这个过程中,碎片的质量仍然很小,因为星周盘在变得非常大之前通过碎片和随后的碎片下落而失去了质量。此外,当碎片在原恒星附近轨道运行时,它们会干扰内部盘区域,并促进原恒星的质量吸积。亚恒星质量天体的轨道运动与原恒星吸积光度的时间变化有明显的相关性。此外,当物体坠落时,原恒星会在短时间内显示出强烈的增亮。间歇性的原恒星外流也是由星周盘驱动的,星周盘的磁场线由于碎片的轨道运动而高度缠结。时变的原恒星光度和间歇性的外流可能是探测拱星盘中行星质量物体的线索。
2011-01-11 astro-ph.SR
Observing Simulated Protostars with Outflows: How Accurate are Protostellar Properties Inferred from SEDs?
利用辐射转移模型,从光谱能量分布(SED)中经常推断出未分辨原恒星及其局部环境的性质。我们对真实的恒星形成模拟进行合成观测,以评估从拟合模型SED到观测结果推断出的属性的准确性。我们使用ORION,自适应网格细化(AMR)三维重力辐射流体动力学代码,模拟低质量恒星形成的湍流分子云,包括原恒星外流的影响。为了获得尘埃温度分布和SEDs的形成原恒星,我们后处理的模拟使用HYPERION,一个国家的最先进的蒙特卡罗辐射转移代码。我们发现,猎户座和HYPERION尘埃温度通常同意在一个因素的两倍。我们比较了嵌入式原恒星的合成SED的演化时间,模拟分辨率,孔径大小和视角的范围。我们表明,复杂的,不对称的气体形态导致各种分类为个别对象作为视角的函数。我们通过与预先计算的辐射转移模型网格进行比较,得出每个SED的最佳拟合源参数。虽然SED模型正确识别嵌入的原恒星的合成源的演化阶段,我们表明,磁盘和恒星参数可以是非常不一致的模拟值。恒星吸积率、恒星质量和盘质量等参数显示出更好的一致性,但仍然可以显著偏离,并且由于模型SED中参数的范围有限,在某些情况下,该一致性可能是人为的好。在许多个别情况下,模型和模拟属性之间缺乏相关性,警告不要过度解释未解决的原恒星源从SED推断的属性。(节录)
2012-05-01 astro-ph.SR
The VLA Nascent Disk And Multiplicity Survey of Perseus Protostars (VANDAM). IV. Free-Free Emission from Protostars: Links to Infrared Properties, Outflow Tracers, and Protostellar Disk Masses
原恒星在厘米无线电波长的辐射被证明可以追踪原恒星驱动的喷流和外流所产生的电离冲击所产生的自由-自由辐射。因此,在射频下测量原恒星的特性可以为了解其外流和喷流的性质提供有价值的见解。我们提出了一个C波段(4.1厘米和6.4厘米)调查的所有已知的原恒星(0类和I类)在英仙座的VLA新生盘和多重性(VANDAM)调查的一部分。我们检查已知的无线电通量密度和原恒星参数之间的相关性,如热光度和外流力,为我们的样本。我们还研究了射电流量密度与赫歇尔远红外线光度之间的关系。我们发现,自由-自由发射最有可能来自J型冲击,然而,大的分散表明,这两种类型的发射探测不同的时间和空间尺度。使用C-波段通量,我们删除了估计的自由-自由污染相应的Ka波段(9毫米)的通量密度,主要探测尘埃排放嵌入磁盘。我们发现,紧凑型($<$ ~1”)的灰尘排放是较低的第一类源(中位灰尘质量96 M $_{\oplus}$)相对于0级(248 M $_{\oplus}$),但几倍高于第二类(5-15 M $_{\oplus}$)。如果这种致密的尘埃排放主要是追踪嵌入的盘,就像许多来源一样,这一结果提供了证据,表明随着原恒星的演化,盘的质量逐渐减少,有足够的质量形成巨行星核心。
2018-06-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Protostellar Outflows in L1340
我们使用H $_2$ 2.122 $μ$ m近红外线作为激波示踪剂,对L1340 A、B和C云进行了原恒星外流激波的搜索。在云的三个区域(L1340 A,L1340 B和L1340 C)中的每一个都发现了大量的外流活动。我们发现了42个不同的激波复合体(L1340 A中16个,L1340 B中11个,L1340 C中15个)。我们能够将其中17个激波复合体与12个不同的外流联系起来,并为每个外流确定候选源星。我们研究了(A $_{V}$,T $_{bol}$,和L $_{bol}$),并将其与0/I类和平坦SED原恒星的一般群体的性质进行比较,发现有一个迹象,尽管统计显著性较低,即外流驱动原恒星来自具有较低A $_{V}$,较高L $_{bol}$,T $_{bol}$比一般原恒星要低。
2016-10-06 astro-ph.SR
An Observational View of Structure in Protostellar Systems
本文综述了从近红外到厘米波段观测设施对原恒星包络和盘结构的观测进展,发现几乎所有原恒星均拥有旋转支撑的星周盘,包络呈不对称性,且当前质量分布受选择偏差影响。
2024-03-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Episodic molecular outflow in the very young protostellar cluster Serpens South
原恒星以喷流或外流形式的质量损失是原恒星质量吸积的必要对应物。外流喷射事件可能在它们的速度和/或质量损失率方面有所不同。在0类原恒星阶段(早期吸积阶段)已经观察到这种“偶发性”喷射事件,并在随后的I类阶段继续,这标志着恒星形成的第一个一百万年。以前观测到的幕式抛射源相对孤立,然而,最常见的恒星形成地点是星团。外流将原恒星与它们的环境联系起来,并提供了一个可行的湍流源,这是调节星团中恒星形成所必需的,但尚不清楚星团环境中吸积驱动的喷流或外流如何在其最早阶段表现出来。这个早期阶段对于建立原恒星和星团演化过程中动量和能量向环境转移的初始条件非常重要。在这里,我们报告说,从一个非常年轻的0级原恒星流出,在非常活跃的中心和无意识的巨蛇座南原恒星集群,显示出明确的情节事件。从原恒星的$^{12}$ CO(J=2-1)的排放揭示了22个不同的特征流出喷出物,最近的具有最高的速度。流出形成双极叶-恒星形成的第一个可探测的迹象之一-源于1毫米连续辐射的峰值。从周围的C $^{18}$ O信封发射显示运动学与旋转和物质落入原恒星一致。这些数据表明,情节吸积驱动的外流开始在原恒星演化的最早阶段,并在一个非常集群的环境中保持完整的外流,可能提供有效的动量转移驱动湍流。
2015-11-03 astro-ph.SR
Fragmenting protostellar disks: properties and observational signatures
利用数值流体动力学模拟方法,研究了质量为1.2M太阳的前星核坍缩过程中形成的不稳定原恒星盘的引力碎裂。正在形成的碎片的质量范围从木星质量到非常低质量的原恒星,距离从几十到一千天文单位不等,很少有小于100天文单位的天体。我们探讨了通过流出腔在250 pc的距离观察检测椎间盘中碎片的可能性。我们证明,一个小时的集成时间与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)是足够的检测质量低至1.5兆焦耳的碎片在轨道距离高达800 AU的原恒星。ALMA决议对可探测碎片的最小轨道距离设定了限制。对于我们模拟的ALMA图像的分辨率为0.1”,可以在50 AU的距离处检测到碎片。在较小的距离处,碎片通常与中心密度峰合并。对于0.5”的较低分辨率,检测碎片的可能性显著降低。一些质量最大的碎片,无论其轨道距离如何,都可以在大约5微米处产生特征峰,因此可以从观测到的原恒星光谱能量分布中间接推断出它们的存在。
2013-06-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
The High-resolution Accretion Disks of Embedded protoStars (HADES) simulations. I. Impact of Protostellar Magnetic Fields on the Accretion Modes
本文通过高分辨率非理想磁流体动力学模拟研究了不同原恒星磁场强度对太阳质量原恒星吸积模式的影响,发现弱磁场对应湍流边界层吸积,强磁场对应磁层吸积,并验证了模拟光变曲线与Class I原恒星观测的吻合性。
2024-12-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
HST/WFC3 Imaging of Protostellar Jets in Carina: [Fe II] Emission Tracing Massive Jets from Intermediate Mass Protostars
我们提出了窄带WFC 3-UVIS和红外图像的四个外部照射的原恒星喷流在船底座星云:HH 666,HH 901,HH 902,和HH 1066。这些巨大的喷流是不寻常的,因为它们沐浴在来自附近几十颗O型恒星的紫外线辐射中,但尽管有强烈的入射电离辐射,喷流的一部分仍然保持中性。近红外[Fe II]图像显示了致密的中性气体,这在以前的H-α发射研究中没有看到。我们表明,近红外[Fe II]发射气体必须自屏蔽莱曼连续光子,无论其激发机制(冲击,FUV辐射,或两者兼而有之)。高密度的生存所需的Fe+之间的强大的莱曼连续从Tr 14,提高估计的质量损失率的数量级。较高的喷流质量损失率需要较高的吸积率到他们的驱动原恒星,这意味着这些喷流是由中等质量(IM; ~2-8 Msun)恒星驱动的。事实上,其中两个外流的红外驱动源具有需要IM原恒星的光度。所有这四个HH喷流都是高度准直的,张开角只有几度,类似于在低质量原恒星中观察到的。我们建议,这些射流反映基本上相同的流出现象,在广角分子流出与IM和高质量的原恒星,但准直原子射流核心照射,并呈现在船底座的恶劣的辐射环境中观察。在更安静的环境中,这个原子核心保持不可见,并且流出腔中由冲击激发的分子追踪的流出给人的印象是这些流出具有更宽的张开角。因此,船底座的外部辐射喷流构成了IM原恒星准直喷流的新观点,并提供了强有力的额外证据,表明至少~8 Msun的恒…
2013-05-29 astro-ph.SR
SMA Observations of Class 0 Protostars: A High-Angular Resolution Survey of Protostellar Binary Systems
我们提出了高角分辨率1.3毫米和850微米的尘埃连续体数据获得的亚毫米阵列对33 0类原恒星在附近的云(距离< 500 pc),这是迄今为止最大的调查对原恒星的二进制/多系统。测量中的中值角分辨率为2.5角秒,而中值线性分辨率约为600 AU。在样品中的所有来源观察到紧凑的灰尘连续排放。样本中的21个来源显示出二元性/多重性的特征,分离范围从50到5000 AU。样本中的一元数、二元数、三元数和四元数分别为12、14、5和2。0类原恒星的多重性频率(MF)和伴星分数(CSF)分别为0.64+/-0.08和0.91+/-0.05,没有进行完整性修正。在这次巡天中得到的MF和CSF大约是在对I类YSO的双星巡天中发现的值的两倍,大约是MS星中发现的值的三倍(MF)和四倍(CSF),具有类似的分离范围。此外,在0类原恒星中观测到的高阶多重系统与双星系统的比例(0.50+/-0.09)也大于在I类YSO(0.31+/-0.07)和MS星(< 0.2)中发现的比例。这些结果表明,双星的性质演变的原恒星演变,如数值模拟预测。0类原恒星双星系统的距离分布呈现出伴星比例随伴星距离减小而增大的总趋势。我们发现,67%+/-8%的原双星系统的星周质量比低于0.5,这意味着不等质量的系统在双星形成过程中是首选。我们提出了一个经验性的双星形成的序列碎裂图像。
2013-04-02 astro-ph.SR
An HST Survey of Protostellar Outflow Cavities: Does Feedback Clear Envelopes?
利用哈勃空间望远镜NICMOS或WFC 3拍摄的猎户座分子云中304颗原恒星的图像,研究了原恒星的包层和外流演化。这些近红外图像解析了由中央原恒星散射光描绘的包络中的结构,分辨率为80 AU,它们补充了赫歇尔猎户座原恒星巡天计划(HOPS)获得的1.2-870微米光谱能量分布。基于它们的1.60微米的形态,我们将原恒星分为五类:非检测,点源无星云,双极腔源,单极腔源,和不规则。我们发现没有相关的星云的点源是最多的,并通过单色蒙特卡罗辐射转移建模显示,这种形态发生时,原恒星被观察到在低倾角或具有低的包络密度。我们还发现,形态与SED确定的进化类与0类原恒星更有可能是非检测,I类原恒星显示腔和平坦光谱原恒星是点源。使用边缘检测算法跟踪的腔体的投影边缘,我们适合幂律得到的腔体形状,从而测量腔体半开角和幂律指数。我们没有发现流出腔的增长的原恒星通过I类原恒星阶段的发展,与以前的研究较小的样本相矛盾的证据。我们的结论是,质量下降,随着时间的推移,不能解释由不断增长的外流空腔的信封逐步清除。此外,推测的分子核心恒星形成效率较低,不能仅用外壳清除来解释。
2021-02-12 astro-ph.GA 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
Formation and evolution of protostellar accretion discs. I. Angular-momentum budget, gravitational self-regulation, and numerical convergence
利用非理想磁流体动力学(MHD)模拟方法,包括双极扩散和欧姆耗散,研究了从磁化的前恒星核到原恒星盘的形成和早期演化。在双极扩散将磁场从主要的中性气体中分离出来之后,前恒星核心的动力学收缩最终导致了第一个流体静力学核心的形成。流体静力学核心从下落的物质中积累角动量,演变成一个旋转支撑的环面;这个“第一个流体静力学环面”然后形成一个吸积的原恒星和一个旋转支撑的圆盘。由于引力的不稳定性,圆盘向外扩展,在原恒星形成后$\sim$ 3 kyr时,直径达到$\sim$ 30 au。原恒星盘系统的总质量和角动量主要是由下落的伪盘中的气体吸积决定的,由于磁制动,伪盘具有较低的比角动量;它们通过外流和盘磁制动从原恒星盘系统中移除是可以忽略的,部分原因是那里的磁场耦合很差。原恒星-盘系统内角动量的重新分配主要是由引力不稳定性促成的;这使得即使下落物质的比角动量很低,也能形成相对较大的盘。我们认为,这样的光盘应该保持轻微的不稳定,因为他们的增长(与Toomre $Q\sim 1$ - $2$),一个想法,这是广泛的0/I类光盘最近的观察估计一致。我们讨论了我们的结果的数值收敛性,并表明,适当地处理内边界条件是至关重要的,以可接受的计算成本实现收敛。
2021-02-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Embedded protostellar disks around (sub-)solar protostars. I. Disk structure and evolution
本文对不同质量(M_cl=0.2- 1.7 M_sun)和旋引力比(β=0.0028- 0.023)的云核的引力坍缩形成的嵌入原恒星盘进行了比较数值流体力学研究。Mcl和β的增加导致原恒星盘的形成,这些盘更容易受到引力不稳定性的影响。在大多数模型中都会发生圆盘碎裂,但其影响通常仅限于非常早期的阶段,碎片在数十个轨道周期内被分散或驱动到正在形成的恒星上。只有具有足够高的M_cl或β的云核才可能最终形成低质量比的宽分离双星/多星系统和褐矮星或亚太阳质量伴星。这样的系统最终可能会分裂,产生流氓褐矮星,这是可行的。由更大质量(但相等β)的云核形成的{ \it equal}年龄的原恒星盘通常密度更大、温度更高、体积更大、质量更大。另一方面,由高β(但M_cl相等)的云核形成的原恒星盘通常更薄、更冷,但更大、更重。在所有模型中,辐射温度和中平面温度\triangle T之间的差异很小,除了年轻盘的最内部区域、致密碎片和盘的外边缘,其中\triangle T为负,并且可能达到两倍甚至更多。引力不稳定的嵌入盘表现出径向脉动,其振幅沿M_cl和β增加的直线增加,但随着包络线的清除而趋于减小。我们发现,具有盘星质量比为1阶的单星只能由高β云核形成,但这样的大质量盘是不稳定的,很快就会分裂成双星/多星系统。
2010-09-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Importance of the Initial Conditions for Star Formation - III: Statistical Properties of Embedded Protostellar Clusters
我们研究了致密分子云核心坍缩过程中原恒星团的形成,重点研究了势能和动能的演化、亚结构的程度以及质量分离的早期阶段。我们的研究是基于一系列的流体动力学模拟致密的核心,在那里我们改变初始密度分布和初始湍流速度。在三维自适应网格细化模拟中,我们跟踪了丝状体和原恒星的动态形成,直到恒星形成效率达到20%。尽管不同的初始配置,在一个设置中的所有原恒星的整体合奏显示出类似的能量演化,并形成具有能量比$E_\mathrm{kin}/|E_\mathrm{pot}|\sim0.2$的次维里集群。集中在最里面的中心区域,集群显示出大致维里化的能量平衡。然而,维里平衡区域仅覆盖所有原恒星最内部的$\sim10-30%$。在所有有多个原恒星的模拟中,原恒星的总动能高于气体云的动能,尽管原恒星只占总质量的20%。星团在大小、质量和原恒星数量上有很大的差异,并显示出不同程度的亚结构和质量分离。平密度剖面和压缩湍流模式产生更多的子集群,然后集中的档案和螺线管湍流。我们发现,从新生簇的一开始,动力学弛豫以及由此产生的动力学质量分离在所有情况下都非常有效,即,在原恒星不断形成和吸积的阶段。
2011-11-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Episodic accretion in binary protostars emerging from self-gravitating solar mass cores
观测结果显示,年轻的原恒星的光度分布很广,这常常被解释为偶发性吸积。我们在这里测试这种情况下,使用数值模拟的太阳质量分子云的崩溃后,使用GRADSPH代码,不同的初始扰动的强度和核心的温度。本文的一个具体的重点是调查的作用,双星和多个系统的背景下,幕式吸积,并比较它们的演变,在孤立的碎片的演变。我们的模型形成了各种低质量的原恒星物体,包括单,二进制和三重系统与二进制更积极地表现出情节吸积比孤立的原恒星。我们还发现,随着时间的推移,平均质量吸积率总体呈下降趋势,这表明大部分原恒星质量是在最初的10^5年内吸积的。这一结果可能有助于解释大多数原恒星群体中令人惊讶的低平均光度。
2017-12-27 astro-ph.SR
Multiple protostellar outflows from a single protostar with a misaligned disk
Kanagawa University(神奈川大学);University of Tokyo(东京大学);Kyushu University(九州大学)
研究发现,原恒星系统中不平行的角动量与磁场可导致多个喷流成分,其中螺旋流成分在大不平行角度下主导,质量与扩展程度超过经典盘风。
2026-02-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
The VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity (VANDAM) Survey of Orion Protostars. III. Substructures in Protostellar Disks
在$\sim1-10$ Myr古老的原行星盘中普遍存在的亚结构,通常与行星形成有关,这提出了这样的特征形成的早期有多早的问题,作为一个推论,行星形成开始的早期有多早。在这里,我们提出了七个原恒星盘(年龄$\sim0.1-1$百万年)从VLA/ALMA新生盘和猎户座原恒星的多重性调查(VANDAM:猎户座),显示清晰的子结构,从而表明,这些功能可以形成早期的磁盘的寿命。我们使用简单的分析模型以及详细的辐射转移建模来表征它们的结构。特别是,我们表明,至少有四个源有相对大规模的信封,这表明他们是特别年轻的,可能是最年轻的磁盘与子结构已知的日期。这些圆盘中的几个也具有来自偏离环形结构中心的内盘的发射。然而,考虑到被清理出的区域的大小,还不清楚这些特征是否与行星形成有关,或者更确切地说,它们是否是早期近距离分离双星形成的标志。
2020-10-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
A Sub-arcsecond Survey Toward Class 0 Protostars in Perseus: Searching for Signatures of Protostellar Disks
我们在$\sim$ 0.3 $^{\prime\prime}$(70 AU)分辨率下对英仙座分子云中的9颗0类原恒星进行了CARMA 1.3 mm连续谱巡天。这项研究大约增加了一倍的0级原恒星的数量观察到的空间分辨率$<$ 100 AU在毫米波长,使原恒星盘和原二进制系统的存在进行探测。我们在两个源(L1448 IRS 2和Per-emb-14)周围检测到半径为$>$ 100 AU的扁平结构,这些源可能是强盘候选者。在3颗原恒星(L1448 IRS 3C、IRAS 03282+3035和L1448 C)的方向上发现了边缘分辨结构,其位置角在垂直于外流方向的30 $^{\circ}$以内,被认为是候选的盘。另外两颗(L1448 IRS 3 B和IRAS 03292+3039)有解析结构,可能是大质量内包层或盘的指示; L1448 IRS 3 B也有一颗伴星,与伴星的距离为0.9 $^{\prime\prime}$($\sim$ 210 AU)。IC 348-MMS没有很好的解析结构,候选的第一个流体静力学岩心L1451-MMS在1 $^{\prime\prime}$尺度上的解析度很低。强盘候选源的后续与C $^{18}$ O($J=2\rightarrow1$)的观测,检测速度梯度一致的旋转,但目前还不清楚,如果旋转是开普勒。我们比较观测到的可见度振幅辐射转移模型,发现可见度振幅比表…
2015-03-17 astro-ph.SR
On Rapid Disk Accretion and Initial Conditions in Protostellar Evolution
低质量的原恒星可以通过短暂的快速吸积来吸积它们的大部分物质;然而直到最近,这些原恒星的进化轨迹都假设只有恒定或缓慢变化的吸积。Baraffe、Chabrier和Gallardo最近在研究快速吸积的潜在影响方面迈出了重要的第一步,他们表明,在低温(“冷”)吸积的极限下,原恒星的半径可能比以前的研究小得多。在原恒星吸积结束时,如此小的半径会使一些年轻的恒星看起来比实际年龄老得多--也许高达1000万年。然而,我们认为,非常快速的磁盘吸积是不太可能冷,因为最好的研究前主序列磁盘与快速磁盘吸积爆发的观测-FU Ori对象-具有光谱能量分布,这意味着大,而不是小,原恒星半径。此外,理论模型指出,在高吸积率下,原恒星盘内部变得很热,几何厚度很大,使得热物质更有可能被添加到恒星中。此外,吸积盘非常大的光度可能会强烈地照射中央恒星,加热外层并可能使其膨胀。尽管如此,Baraffe等人的计算强调了初始原恒星半径对后续演化的重要性。
2011-06-16 astro-ph.SR
The structure of young embedded protostellar discs
年轻的原恒星盘为行星形成提供了初始条件。这些光盘的属性可能是不同的后期(金牛座T)光盘由于不断下降的信封和原恒星的变化造成的不规则的气体吸积。我们使用一组流体动力学模拟来确定在坍缩分子云中形成的盘的结构。我们研究如何从主机原恒星的辐射反馈影响光盘的属性,通过检查三个制度:没有辐射反馈,连续的辐射反馈和情节反馈,类似于FU Ori-type爆发。我们发现,径向表面密度和温度分布的变化显着的磁盘吸积气体从下降信封。这些配置文件是敏感的螺旋结构的存在下,引起的引力不稳定性,以及由原恒星提供的辐射反馈,特别是在这种情况下,当反馈是情节。我们还调查是否从位置-速度(PV)图的质量估计是准确的早期阶段光盘。我们发现,原恒星系统的质量(即原恒星和它的光盘的质量)被低估了20%,由于气体上的径向压力梯度增强的影响。早期星盘的质量是原恒星质量的一个重要部分,因此位置-速度图不能准确地提供原恒星的质量。在年轻圆盘中预期的增强的径向压力梯度可能会导致由于气体阻力而导致的粉尘消耗速率增加,从而导致粉尘-气体比降低。
2017-08-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Spiral arm instability -- III. Fragmentation of primordial protostellar discs
利用高分辨率宇宙流体力学模拟研究了原始原恒星盘的引力不稳定性和碎裂。我们跟踪原恒星盘中旋臂的形成和演化,研究动力学稳定性,并确定次级原恒星形成的物理机制。在我们以前的研究中,我们使用基于螺旋臂不稳定性(SAI)分析的线性扰动理论。通过引入有限厚度和旋臂剪切运动的影响,我们改进了分析,并推导出了原恒星盘中SAI的物理条件。我们的分析准确地预测了稳定性和发病的手臂碎片,这是由自重和气体压力之间的平衡加上科里奥利力。在圆盘中形成次级和多个原恒星的原因是SAI,它是由自引力驱动的,因此可以在没有快速气体冷却的情况下运行。我们还可以预测碎片的典型质量,这与模拟中形成的次级原恒星的实际质量非常吻合。
2019-10-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
The High-Mass Protostellar Population of a Massive Infrared Dark Cloud
我们对$\sim70,000\:M_\odot$红外暗云(IRDC)G028.37+00.07的高质量原恒星种群进行了普查,根据Molinari等人(2016)的{ \it Herschel} Hi-GAL目录中报告的$70\:μ$ m发射确定了35个源。我们进行孔径测光来构建光谱能量分布(SED),然后将其与Zhang & Tan(2018)的大质量原恒星模型拟合。我们发现这些光源的各向同性光度范围从$\sim$ 20到4,500 $\:L_\odot$。最明亮的光源被预测为具有当前的原恒星质量为$m_{*}\sim10\:M_\odot$,由质量为$M_{c}\sim40$到$400\:M_\odot$的核心形成。在我们的样本中,最不发光的源被预测为质量低至$\sim 0.5\:M_\odot$的原恒星,其形成的核心具有$M_{c}\sim10\:M_\odot$,这是在原恒星模型网格中探索的最小值。探测到的原恒星总质量估计为$M_{*}\sim 100\:M_\odot$。考虑到完整性修正,这是受约束的比较与ALMA研究的一部分云,我们估计每自由落体时间的$\sim3\%$在IRDC的恒星形成效率。最后,分析源的空间分布,我们发现相对较低程度的中心集中的原恒星。原恒星,包括质量最大的原恒星,似乎并没有特别集中在IRDC边界所定义的原星团中。
2020-05-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
Astrochemistry as a tool to follow the protostellar evolution: the Class I stage
天体化学的最新发展表明,某些分子物种可以作为研究太阳型恒星形成过程早期阶段的工具。其中,更相关的物种是星际复杂有机分子(iCOMs)和氘代分子。他们的分析为我们提供了关于原恒星物体现在和过去历史的信息。在原恒星演化阶段中,I类原恒星是研究行星形成过程初始条件的理想实验室。事实上,从物理学的角度来看,I级阶段是0级阶段和原行星盘阶段之间的桥梁,0级阶段主要是吸积过程,原行星盘阶段是行星形成的时候。尽管它们很重要,但对I类原恒星的观测很少,对它们的化学成分也知之甚少。在本文中,我们回顾了(少数)现有的观测iCOMs和氘代物种在I类原恒星。此外,我们还对I类原恒星SVS 13-A的氘代氰基乙炔和硫代甲醛进行了新的观测。这些新的观察结果使我们能够更好地了解SVS 13-A的物理和化学结构,并将氰基乙炔和硫甲醛氘代与不同进化阶段的其他来源进行比较。
2019-11-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Disk wind feedback from high-mass protostars
我们进行了一系列的三维磁流体动力学(MHD)模拟的流出核心的相互作用,形成一个大质量的原恒星通过崩溃的初始云核心的$60~{M_\odot}$。这使我们能够表征大质量原恒星的盘风驱动外流的特性,这可以测试不同的大质量恒星形成理论。它还使我们能够定量评估流出反馈对原恒星核形态和整体恒星形成效率的影响。我们发现,流量的开角随着原恒星质量的增加而增加,与一个简单的半解析模型一致。一旦原恒星到达$\sim24~{M_\odot}$,外流的张开角度是如此之大,以至于它已经吹走了大部分的包层,从而几乎结束了自己的吸积。因此,我们发现整体恒星形成效率为$\sim50\%$,类似于低质量原恒星核心的预期。因此,我们的模拟结果表明,磁流体磁盘风外流是占主导地位的反馈机制,帮助塑造恒星的初始质量函数从一个给定的星前核心质量函数。
2019-07-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modeling Hadronic Gamma-ray Emissions from Solar Flares and Prospects for Detecting Non-thermal Signatures from Protostars
我们研究了太阳耀斑脉冲阶段的γ射线辐射和原恒星耀斑非热信号的可探测性。高能太阳耀斑发射出GeV能量的高能γ射线,但其产生机制和发射地点至今仍不清楚。年轻的恒星物体,包括原恒星,也会出现明亮的X射线耀斑,但由于强烈的遮蔽,耀斑活动的触发机制仍然不清楚。毫米/亚毫米波段和伽马射线波段的非热特征具有很强的穿透能力,可用于探测原恒星耀斑。我们发展了一个太阳耀斑脉冲阶段的非热辐射模型,其中宇宙射线质子在终止激波处加速,通过与蒸发等离子体的强子核相互作用产生高能γ射线。该模型可以再现太阳耀斑脉冲阶段的γ射线数据。我们将我们的模型应用到原恒星耀斑,并表明切伦科夫望远镜阵列将能够检测到的TeV能量的伽马射线,如果粒子加速在原恒星耀斑是有效的。与质子一起加速的非热电子可以通过同步辐射发射出强烈的毫米和亚毫米信号,其功率与从年轻恒星观察到的高能毫米/亚毫米瞬态一致。未来对原恒星的伽马射线和毫米/亚毫米观测,与硬X射线观测相协调,将揭示原恒星耀斑的非热粒子产生和触发机制。
2023-01-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nascent Embedded-protostar Survey in Taurus (NEST) I: Protostellar Multiplicity
National Radio Astronomy Observatory(国家射电天文台);University of Virginia(弗吉尼亚大学);Space Science Institute(太空科学研究所);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);SKA Observatory(平方公里阵列望远镜观测站);University of Arizona(亚利桑那大学)
本研究通过ALMA与VLA观测结合档案数据,统计金牛座原恒星多重性,发现其多重性显著高于猎户座、英仙座,暗示金牛座保留更多原始多重系统,且存在两种不同形成途径。
2026-08-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Accretion Process on Protostars
INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste(意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台)
研究原恒星阶段的吸积过程,分析观测与数值方法的差异,提出未来研究方向。
2026-05-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Protostellar Disk Formation Regimes: Angular Momentum Conservation versus Magnetic Braking
通过整理27颗Class 0和I型原恒星样本并结合文献数据,本研究利用流体动力学和非理想MHD模型计算理论盘半径,发现盘半径在低质量时受流体动力学决定,高质量时受磁制动调控,从而解释了原恒星盘半径的分布特征。
2024-08-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
Large-scale numerical simulations of star formation put to the test: Comparing synthetic images and actual observations for statistical samples of protostars
背景:嵌入式原恒星的观测和模拟近年来进展迅速。把它们放在一起是推进我们对恒星形成最早阶段的认识的重要一步。目的:比较合成连续图像和SED,从大规模数值模拟计算,观测研究,从而帮助解释的观察和测试模拟的保真度。研究方法:利用辐射转移程序RADMC-3D,在分子云的大型数值模拟中,生成了原恒星系统的合成连续图像和SED。超过13000个独特的辐射转移模型产生了各种不同的原恒星系统。结果:在0.76百万年的过程中,模拟形成了500多颗原恒星,主要在两个子星团内。合成的SED用于计算进化示踪剂Tbol和Lsmm/Lbol。结果表明,虽然所观察到的示踪剂的分布很好地匹配的模拟,他们一般做一个穷人的工作跟踪的原恒星年龄。在模拟的早期,40%的0级原恒星被一颗原恒星包围。从模拟磁盘的通量发射被发现是,平均而言,一个因素6太低,相对于真实的观测。原恒星的光度分布跨越三个数量级以上,与观测到的分布相似。核心和原恒星被发现是密切相关的彼此,与它们之间的距离分布与观测非常一致。结论:合成观测与真实观测的分析和统计比较是解释观测结果的有力工具。
2015-12-14 astro-ph.SR
An Explicit M1 Radiation-hydrodynamics Scheme for 3D Protostellar Evolution
Tohoku University(东北大学);Hokkaido University(北海道大学);Kyoto University(京都大学);University of Tsukuba(筑波大学)
本文提出一种显式M1辐射-流体动力学方案,用于三维原恒星演化的模拟,通过混合非RSLA辐射组件恢复能量守恒,实现高效的大时间步计算。
2026-02-18 astro-ph.SR
Early Planet Formation in Embedded Disks (eDisk). VIII. A Small Protostellar Disk around the Extremely Low-Mass and Young Class 0 Protostar, IRAS 15398-3359
基于eDisk项目对Class 0原恒星IRAS 15398-3359的高分辨率观测,发现其周围存在极低质量的小型原行星盘,且盘内无子结构,行星形成可能尚未开始。
2023-10-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
On the protostellar mass-luminosity relation
本文基于具有动力学质量估计的原恒星样本,以内禀光度和半径的经验关系检验质量-光度“诞生线”,发现多数原恒星吸积光度较低、少数呈强吸积,提示吸积可能呈双峰分布。
2025-07-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Increasing mass-to-flux ratio from the dense core to the protostellar envelope around the Class 0 protostar HH 211
为了研究原恒星源中磁通量从大尺度到小尺度的传输,我们分析了Nobeyama 45-m N2 H+(1-0),JCMT 850 um偏振,和ALMA C18 O(2-1)和0类原恒星HH 211的1.3 mm和0.8 mm(偏振)连续数据。利用Davis-Schirrasekhar-Fermi方法,利用单碟线和极化数据估算了致密核中0.1 pc尺度的磁场强度;利用ALMA数据,通过分析气体运动学和磁场结构,利用重力和磁场张力之间的力平衡,估算了原恒星包层中600 au尺度的磁场强度。我们的分析表明,从0.1 pc到600 au尺度,磁场强度从40-107 μ G增加到0.3-1.2 mG的磁场强度和密度之间的缩放关系$B \propto ρ^{0.36\pm0.08}$,和质量流量比从1.2-3.7增加到9.1-32.3。质量通量比的增加可能表明磁场在0.1 pc和600 au尺度之间与中性物质部分解耦,并暗示HH 211中下落的原恒星包层中存在有效的双极扩散,考虑到这些尺度上的密度,这是占主导地位的非理想磁流体动力学效应。因此,我们的研究结果可以支持的情况下,有效的双极扩散,使形成的20 au开普勒磁盘在HH 211。
2022-11-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
The VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity (VANDAM) Survey of Orion Protostars V. A Characterization of Protostellar Multiplicity
利用ALMA 0.87 mm和VLA 9 mm连续巡天观测了猎户座分子云中328颗原恒星的多样性。这些观测结果对小到$\sim$ 20~au的投影空间分离很敏感,我们认为高达10 $^4$ ~au的源分离是潜在的同伴。猎户座原恒星的总体多重性分数(MF)和伴星分数(CF)分别为0.30 $\pm$ 0.03和0.44 $\pm$ 0.03,考虑到从20到10 $^4$ ~au的分离。的MF和CF的潜在的污染进行了校正,由无关的年轻恒星使用概率计划的基础上,每个原恒星周围的年轻恒星的表面密度。伴星的分离分布总体上呈双峰型,与太阳型场星的分离分布不一致,而平谱原恒星的分离分布与太阳型场星的分离分布一致。英仙座恒星形成区的多重数统计和伴星分离分布与猎户座一致。根据在$\sim$ 100~au和$\sim$ 10 $^3$ ~au处观测到的0类分离峰,我们认为分离度为$<$ 500~au的多次波可能是由盘碎裂和伴随迁移的湍流碎裂共同产生的,而在$\ga$ 10 $^3$ ~au处的多次波则主要是由湍流碎裂产生的。我们还发现,在高YSO密度区,MF/CF值可能在100 ~ 10 $^3$ ~au之间从0类上升到平谱原恒星。这一发现可能是伴随物从$>$ 10 $^3$ ~au迁移到$<$ 10 $^3$ ~au的证据,并且10 $^3$和10 $^4$ ~au之间的一些伴随物必须(或变得)未结…
2021-11-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Influence of protostellar outflows on star and protoplanetary disk formation in a massive star-forming clump
本研究使用 RAMSES 开展含双极扩散、辐射反馈与原恒星外流的 MHD 模拟,揭示外流通过注入动能、控温、降低吸积率和增强碎裂,显著影响恒星与原行星盘形成及 IMF 中高质量端。
2023-12-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Velocity Structure of Circumstellar Environment around Class 0/I Protostars: Uncertainty in the Protostellar Mass Estimation Using Circumstellar Velocities
该研究通过三维电阻磁流体动力学模拟,揭示0/I型原恒星包层下落速度因磁场等因素远低于自由下落速度,指出用下落速度估算原恒星质量存在0.3-2倍偏差,凸显磁场对恒星形成动力学的关键作用。
2025-02-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
A Triple Protostar System Formed via Fragmentation of a Gravitationally Unstable Disk
双星和多星系统是恒星形成过程的常见结果,因此,几乎一半的类太阳恒星至少有一颗伴星。理论研究表明,有两个主要的途径,可以同时运作,以形成双星/多星系统:大规模的碎片湍流气体核心和细丝或较小规模的碎片的大规模原恒星盘由于引力不稳定性。最近出现了$>$ 1000~AU尺度上湍流碎裂的观测证据。以前的磁盘碎片化的证据是有限的推论的基础上更先进的前主序星和原恒星多系统的分离。三重原恒星系统L1448 IRS3B是寻找磁盘碎片证据的理想候选者。L1448 IRS3 B处于恒星形成过程的早期阶段,年龄可能不到15万年,系统中的所有原恒星都相距$<$ 200天文单位。在这里,我们报告的尘埃和分子气体排放的观测,揭示了一个磁盘与螺旋结构周围的三个原恒星。两颗靠近星盘中心的原恒星相距61天文单位,第三颗原恒星与外盘的旋臂重合,相距183天文单位。中央一对原恒星的推断质量为$\sim$ 1 M $_{sun}$,而围绕三颗原恒星的圆盘的总质量为$\sim$ 0.30 M $_{\sun}$。第三原恒星本身的最小质量为$\sim$ 0.085 M $_{sun}$。我们证明了L1448 IRS3B周围的盘在半径150~AU和320~AU之间似乎容易发生盘碎裂,与第三原恒星的位置重叠。这与最近经历了引力不稳定的原恒星盘的模型一致,产生了一个或两个伴星。
2016-10-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Ophiuchus DIsk Survey Employing ALMA (ODISEA): Disk Dust Mass Distributions across Protostellar Evolutionary Classes
当原恒星从光学暗/红外亮(I类)源演化为光学亮/红外暗(II类)源时,其周围圆盘中的固体物质积累成微行星和原行星。附近的年轻蛇夫座恒星形成区包含数百颗处于各种演化状态的原恒星。使用阿塔卡马大型毫米阵列观察它们的毫米连续辐射,我们测量了279个圆盘的尘埃含量的质量或上限。质量遵循对数正态分布,有明显的趋势,从少到多演化的原恒星红外类的质量减少。第一类盘的(对数)平均质量,M = 3.8 M_Earth,大约是第二类盘平均质量的5倍,但每一类的离散度都很高,σ(logM)~ 0.8-1,这两种分布之间有很大的重叠。平谱原恒星的星盘质量分布介于I类和II类之间。此外,三个III类源很少或没有红外过量检测到低磁盘质量,M ~ 0.3 M_地球。尽管在这一地区的原恒星演化状态的磁盘质量下降的趋势明显,在其他地区的调查II类磁盘的比较表明,质量不单调减少年龄。这表明,云尺度的环境可能决定了最初的磁盘质量规模或有大量的尘埃再生后,1万年。
2019-04-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Ingredients for Solar-like Systems: protostar IRAS 16293-2422 B versus comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
我们现代的太阳系经过了$4.6\times10^9$年的进化,只剩下一些它诞生时的遗迹。彗星被认为是最初形成地球和其他行星的成分的最原始的示踪剂。其他低质量的原恒星可能类似于我们的原太阳,因此可以用来研究形成类太阳系统所必需的构建模块。这项研究测试这一想法的基础上新的高灵敏度,高空间分辨率ALMA数据的原行星盘尺度(~70天文单位)的IRAS 16293-2422和彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的大部分组成,确定了第一次与独特的现场监测进行的罗塞塔。对原恒星干涉测线巡天(PILS)的观测结果和罗塞塔轨道器离子和中性分析光谱仪(ROSINA)的测量结果进行比较分析表明,CHO-、N-和S-轴承分子的相对丰度在原恒星和彗星数据之间存在一定的分散性。一个试探性的相关性被认为是第一次为P-和Cl-轴承化合物。结果表明,彗星和星子的挥发性成分部分继承了前和原恒星阶段的演变。
2019-08-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Transient protostellar cores in high mass star forming regions revealed by time-resolved synthetic imaging of dust emission
University of St Andrews(圣安德鲁斯大学);Aberystwyth University(阿伯里斯特威斯大学);National Radio Astronomy Observatory(美国国家射电天文台);Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台)
通过时序合成成像研究高质量恒星形成区域中瞬态原恒星核心的性质和演化特征
2025-12-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Exploration of Cosmic Ray Acceleration in Protostellar Accretion Shocks and A Model for Ionization Rates in Embedded Protoclusters
我们建立了一个模型,从原恒星吸积冲击宇宙线加速,并计算由此产生的宇宙线电离率在恒星形成的分子云。将原星团模型与解析吸积激波模型耦合,计算了宇宙线从原恒星表面的加速。我们提出了宇宙射线通量谱从keV到GeV的能量为一个典型的低质量原恒星。我们发现,在冲击表面的频谱遵循幂律的趋势,在6个数量级的能量。衰减后,高能量下的光谱变陡,而低能量下的光谱相对平坦。利用相对论质子计算了原恒星表面和核心边缘的宇宙线压力和电离率。我们提出的宇宙射线电离率为个别原恒星作为其瞬时质量和最终质量的函数。在吸积激波表面,原恒星宇宙线电离率为$ζ\approx 0.01 - 1$ s $^{-1}$。然而,在核心的边缘,宇宙射线电离率基本上下降到$ζ\approx 10^{-20}$到$10^{-17}$ s $^{-1}$之间。宇宙射线电离率存在较大的空间梯度,使得内部区域可能经历大于通常假设的基准率$ζ= 3\times10^{-17}$ s $^{-1}$的宇宙射线电离率。最后,我们计算了5个数量级以上的原恒星团的宇宙线电离率。我们发现,超过约200个原恒星的集群产生更高的宇宙射线电离率在其出生的云比基准银河值。
2018-05-25 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
An observational correlation between magnetic field, angular momentum and fragmentation in the envelopes of Class 0 protostars?
为了评估磁场在调节0类原恒星的包络旋转和碎片化中的潜在作用,我们在20个0类原恒星的大样本包络中用SMA对0.87 mm处的尘埃偏振发射进行了观测。我们估计了中心1000 au包层尺度上的平均磁场方向,并将其与原恒星外流的方向进行了比较,以研究它们的失调与星周气体运动学之间的关系。我们发现的磁场方向与流出和角动量的量在类似的尺度在原恒星信封中观察到的不对准之间的关系很强,揭示了在信封尺度的动能和磁能之间的潜在联系。这种关系可能是由更动态包络中的有利B失调或包络动力学与大规模B初始配置的依赖性驱动的。比较的趋势与存在的碎片,我们观察到,单一的来源大多与条件的低角动量的内部信封和良好的对齐的磁场与原恒星流出,在中间尺度。我们的研究结果表明,磁场的性质在原恒星的信封承担紧密的关系,直接参与恒星和磁盘的形成的气体:我们发现,它可能不仅影响到分裂成多个恒星系统的原恒星的核心,但也设置的条件,建立原始属性的行星形成磁盘。
2021-01-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
JWST-IPA: Chemical Inventory and Spatial Mapping of Ices in the Protostar HOPS370 -- Evidence for an Opacity Hole and Thermal Processing of Ices
本研究借助JWST观测中等质量原恒星HOPS 370,获取其冰相化学组分与高分辨率空间分布,发现内包层冰存在热加工证据及与激波结对应的冰柱密度不足区。
2024-10-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Alignment Between Protostellar Outflows and Filamentary Structure
我们提出了新的亚毫米波阵列(SMA)观测CO(2-1)流出到年轻的,嵌入原恒星英仙座分子云的一部分,恒星系统的质量大会及其演变与SMA(MASSES)调查。对于57英仙座原恒星,我们的特点的流出角的方向,并比较它们与来自$Herschel$观测的本地灯丝的方向。我们发现,流出和细丝之间的相对角度是不一致的纯粹平行或纯粹垂直的分布。相反,观察到的流出灯丝角度的分布是更一致的随机对齐的角度或投影的平行和垂直的角度的混合。平行角和垂直角的混合要求垂直对齐更常见,其系数为$\sim$ 3。我们的研究结果表明,所观察到的分布可能保持无论原恒星的多样性,年龄,或主机核心的不透明度。这些观测结果表明,原恒星的角动量轴可能与大尺度结构无关。我们讨论了独立的原恒星旋转轴的意义,在一般的图片,基于恒星的形成。
2017-07-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Can High-velocity Protostellar Jets Help to Drive Low-velocity Outflow?
采用三维磁流体动力学模拟方法,以磁场强度和质量吸积率为参数,研究了不同恒星形成核中原恒星喷流的驱动。当原恒星系统的质量吸积速率低于$\dot{M} \lesssim 10^{-3}\,{\rm M}_\odot$ yr $^{-1}$时,强磁化云中会出现强大的高速喷流。另一方面,即使在这个质量吸积率范围内,没有喷流出现磁场的星前云弱$μ_0 \gtrsim 5$- $10$,其中$μ_0$是质量-通量比归一化的临界值$(2πG^{1/2})^{-1}$。对于$\dot{M}\gtrsim 10^{-3}\,{\rm M}_\odot$ yr $^{-1}$,尽管喷流通常在原恒星形成后不久出现,与磁场强度无关,但它们很快减弱并最终消失。因此,当原恒星形成前没有低速流时,它们不能帮助驱动低速外流。结果表明,无论是星前云处于弱磁化状态,还是质量吸积速率很高,在早期质量吸积阶段都不会发生明显的物质抛射。因此,在这样的环境中形成的原恒星将遵循与正常恒星形成过程不同的演化路径。
2021-09-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
The statistical properties of protostellar discs and their dependence on metallicity
我们提出了分析的性质的大样本的原恒星盘形成的四个辐射流体动力学模拟的恒星团簇形成。四次计算的金属丰度分别为太阳金属丰度的0.01、0.1、1和3倍。计算分别处理尘埃和气体的温度,并包括一个热化学模型的弥漫星际介质。我们发现束缚原恒星系统的盘半径随着金属丰度的减小而减小,0.01倍和3倍太阳金属丰度计算的盘特征半径中值分别为$\approx20$和$\approx65$ au.孤立原恒星的圆盘质量和半径也倾向于随着金属丰度的降低而减小。我们发现,星周盘和轨道的绑定原恒星对,和两个自旋的两个原恒星都不太好地相互对齐与金属丰度较低比与较高的金属丰度。这些变化与金属丰度是由于增加小规模的碎片,由于较低的不透明度和较大的冷却速率与较低的金属丰度,这增加了恒星的多重性和增加动力学相互作用。我们比较了光盘的质量和半径的原恒星系统从太阳的金属丰度计算与最近的调查光盘周围的0类和I类对象在猎户座和英仙座恒星形成区域。模拟圆盘的质量和半径与观察到的0类和I类圆盘具有相似的分布。
2021-10-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecular Distributions of the Protostellar Envelope and the Outflow of IRAS 15398-3359: Principal Component Analysis
我们已经用ALMA成像了0类原恒星源IRAS 15398-3359周围的15条分子线发射和尘埃连续发射。流出结构主要由H2 CO(Ka =0和1)、CCH和CS排放来跟踪。这些线条也描绘了原恒星周围的盘/封套结构。H_2CO(Ka =2和3)、CH_3OH和SO的辐射主要集中在原恒星附近,而DCN辐射则主要分布在原恒星周围。我们已经进行了主成分分析(PCA),这些分布在两个不同的尺度上,外流和磁盘/信封结构。对于后者的情况下,分子线分布被分为两组,根据第二个主成分的贡献,一个具有紧凑的分布在原恒星周围,另一个显示出相当广泛的分布在信封。此外,第二主成分值随着H2 CO(Ka = 0,1,2,3)的量子数的增加而增加,反映了激发条件:激发谱线越高,分布越紧凑.这些结果表明,主成分分析是有效的,以无偏的方式提取的分子线分布的特征。此外,我们确定了四个斑点的流出结构中的H2 CO线,其中一些也可以看到在CH 3OH,CS,CCH,和SO排放。来自H2 CO线的气体温度范围从43到63 K,这表明冲击,由于当地的影响,流出的周围气体的团块。
2020-07-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
Magnetically regulated collapse in the B335 protostar ? I. ALMA observations of the polarized dust emission
从观测的角度来看,磁场在原恒星坍缩过程中的作用并没有得到很好的限制,尽管如果我们相信最先进的原恒星形成模型,它可能是重要的。我们目前的偏振观测的233 GHz的热尘埃连续发射与ALMA在B335 0类原恒星。在我们的观测探测的所有尺度上,从50到1000 au的半径,检测到B335包络中的星周物质产生的线性偏振尘埃发射。产生尘埃极化的磁场结构在内部包络中具有非常有序的拓扑结构,从大规模极向磁场在流出方向上过渡到在赤道方向上强烈收缩。这可能是由于磁场线被沿着主要的下落方向拖曳,因为B335没有表现出明显的旋转。我们的数据和他们的定性比较,一个家庭的磁化原恒星坍缩模型表明,在磁化坍缩在B335,磁场保持高水平的组织从1000 AU到50 AU的规模:这表明该领域是动态相关的,能够影响典型的原恒星坍缩的结果,如调节磁盘的大小在B335。
2018-02-28 astro-ph.GA astro-ph.SR