Characterizing the Brown Dwarf Formation Channels from the Initial Mass Function and Binary-star Dynamics
恒星初始质量函数(IMF)是恒星星族的一个重要性质。越来越多的证据表明,通过直接的云碎裂过程的经典恒星形成机制很难再现观测到的棕矮星和极低质量恒星的丰度和双星特性。特别是,最近的恒星IMF的分析推导表现出赤字的棕矮星相比,观测数据。在这里,我们推导出的剩余质量函数的褐矮星作为一个经验措施的褐矮星缺乏在最近的恒星形成模型相对于观测和表明,它是兼容的Thies-Kroupa IMF的亚恒星部分和通过数值模拟获得的质量函数。我们的结论是,现有的模型可以进一步改善,包括一个亚恒星校正项,占额外的形成通道,如磁盘或灯丝碎片。术语“周边破碎”在此被引入用于这种额外的形成通道。此外,我们提出了一个更新的恒星和亚恒星双星的分析模型。由此产生的二进制分数和动态演变的同伴质量比分布是在良好的协议与观测数据的恒星和极低质量的双星在银河系领域,在集群,并在动态未处理的恒星群,如果所有的恒星形成的双星与恒星同伴。对质量函数和伴随质量比分布的正确分析以及结果的解释给出了注意事项。年轻棕矮星周围吸积盘的存在并不意味着这些吸积盘就像恒星一样直接碎裂。
2015-02-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Forming isolated brown dwarfs by turbulent fragmentation
我们使用平滑粒子流体动力学来探索在何种情况下可以通过碰撞湍流形成孤立的极低质量星前核并坍缩形成棕矮星。我们的模拟表明,流动不需要非常快,但确实需要非常强的收敛性,即气体必须以可比的速度从各个方向流入,这似乎是不太可能的。因此,我们重新审视了天体Oph-B11,Andre,Ward-Thompson和Greaves(2012)将其确定为质量在$\sim 0.020\,\mathrm{M_\odot}$和$\sim 0.030\,\mathrm{M_\odot}$之间的星前核。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗方法重新分析观测结果,该方法允许我们(i)包括距离,温度和尘埃质量不透明度的不确定性,以及(ii)考虑质量的不同贝叶斯先验分布。我们估计Oph-B11在$\sim 0.075\,\mathrm{M_\odot}$处具有低于氢燃烧极限的质量的后验概率在0.66和0.86之间。我们的结论是,如果Oph-B11注定要崩溃,它可能会形成一颗棕矮星。然而,触发这一点所需的流动似乎是如此人为,以至于很难想象这是形成孤立棕矮星的唯一途径,甚至是主要途径。此外,Oph-B11很可能是一个短暂的、跳跃的、长形的核心,从端部看;确实应该有许多这样的物体伪装成质量非常低的星前核心。
2016-02-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of low-mass stars and brown dwarfs
这些讲座试图揭示最重要的思想,这些思想被提出来解释恒星的形成,特别强调褐矮星和低质量恒星的形成。我们首先描述了触发自引力流体坍缩和调节分子云中恒星形成速率的重要物理过程。然后,我们回顾了多年来已经提出的各种理论来解释恒星初始质量函数的起源,特别注意四个模型,即竞争吸积和理论的基础上停止吸积,MHD冲击和湍流色散。由于褐矮星是否形成为低质量恒星尚未确定,我们提出了基于盘碎裂的褐矮星理论,强调了辐射反馈和磁场引起的所有不确定性。最后,我们描述了大规模模拟的结果来解释分子云的崩溃和破碎。
2012-04-23 astro-ph.GA
Discovery of a Planetary-mass Companion to a Brown Dwarf in Taurus
我们使用哈勃太空望远镜上的宽视场行星照相机2对金牛座恒星形成区中年轻棕矮星的亚恒星伴星进行了调查。在这些数据中,我们发现了一个候选伴星,距离其中一颗棕矮星0.105”,相当于金牛座距离15 AU。为了确定这个物体是否是一个伴星,我们在双子座天文台的自适应光学系统上获得了第二个时期的图像。来自哈勃和双子座的天体测量数据表明,这两个物体有着相似的自行,因此很可能是同伴。我们估计的质量为5-10兆焦耳次级的基础上比较其热光度的理论演化模型的预测。这个物体表明,棕矮星的行星质量伴星可以在<= 100万年的时间尺度上形成。在如此快速的时间尺度上,伴星的形成更可能是通过圆盘中的引力不稳定性或云核的碎片而不是通过核心吸积而发生的。双子座的图像还揭示了一个可能的亚恒星伴星(rho=0.23”),它是一颗年轻的低质量恒星,距离哈勃望远镜瞄准的褐矮星12.4”。如果这四个天体组成了一个四重系统,那么它的层次结构将表明分子云核心的碎片可以产生低于10兆焦耳的伴星。
2010-04-04 astro-ph.GA
Stellar and brown dwarf properties from numerical simulations
我们审查的统计性质的恒星和褐矮星的恒星团簇形成的第一流体动力学模拟产生一千多颗恒星和褐矮星,同时解决最低质量的褐矮星(那些与质量设置的不透明度限制碎片),二进制分离下降到1 AU,和光盘半径大于10 AU。特别是,我们提出了计算的甚低质量和褐矮星双星,这是以前没有公布的偏心率分布。
2010-04-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Fragmentation favoured in discs around higher mass stars
我们研究了原行星盘对引力不稳定性和碎片的敏感性如何取决于其宿主恒星的质量。我们使用1D光盘模型结合3D SPH模拟,以确定临界盘星质量比,在该光盘变得不稳定的碎片,发现光盘变得越来越容易受到自引力的影响,因为我们增加了主机恒星的质量。稳定性的实际极限对盘的温度很敏感,所以如果盘是光学薄的,恒星辐射可以显着稳定盘对抗引力不稳定性。然而,即使是这种情况,我们发现$2$ M $_{\odot}$恒星周围的圆盘也容易碎裂,这将产生宽轨道的巨行星和棕矮星。这项工作的结果是双重的:低质量的恒星原则上可以支持高的盘星质量比,而更高质量的恒星具有更容易碎裂的盘,这与有利于高质量恒星周围的高质量宽轨道行星的观测结果在质量上是一致的。我们还发现,这些行星的初始质量取决于在大半径的光盘,这本身取决于恒星辐射的水平的温度。
2020-01-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The lower limits of disc fragmentation and the prospects for observing fragmenting discs
很大一部分褐矮星和低质量的氢燃烧恒星可能是由原恒星盘的引力破碎形成的。我们探索了圆盘碎裂的条件,我们发现当圆盘足够大(>100 AU)时,它们是满足的,这样它的外部区域可以有效地冷却,并且它有足够的质量在这样的半径下是引力不稳定的。我们进行辐射流体动力学模拟,并表明,即使是一个光盘质量0.25 Msun和大小100 AU的碎片。盘的质量,半径和盘星质量比(Mdisc/Mstar~0.36)都小于以前的研究。我们发现,碎片盘的质量和大小在其形成后的几个10^4年内会减小,因为它们的一部分质量,特别是在100天文单位以外的部分,会被新形成的恒星和棕矮星所消耗。碎片盘最终质量约为0.001-0.1 Msun,大小约为20-100 AU。另一方面,稍微稳定的光盘寿命更长。我们产生模拟图像的碎片光盘,并发现,观察光盘正在经历的碎片是可能的,使用当前(例如IRAM-PdBI)和未来(例如ALMA)的干涉仪,但极不可能由于这个过程的持续时间短。与观测结果的比较表明,许多观察到的光盘可能是残留的光盘,已在较早的阶段破碎。然而,只有少数候选者可能质量和足够大,目前引力不稳定。大质量(>0.2兆太阳)、扩展(>100天文单位)盘的稀有性表明,此类盘要么是高度瞬时的(即,由于周围包层的物质落入,质量增加而变得重力不稳定,并迅速碎裂),要么它们的形成被抑制(例如,通过磁场)。我们的结论是,目前的观察早期光…
2010-12-20 astro-ph.GA
On the origin of planetary-mass objects in NGC1333
本研究结合 NGC1333 的天体空间分布与 N-body 模拟,证明低质量亚恒星天体更可能通过云核引力坍缩碎裂形成,而非被抛射的行星。
2023-08-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA and CARMA observations of Brown Dwarfs disks: testing the models of dust evolution
行星形成的第一步是在年轻恒星和褐矮星周围富含气体的圆盘中,微小的微粒凝结成越来越大的鹅卵石和岩石。在亚毫米观测可以跟踪毫米/厘米大小的卵石在外盘,并研究这些固体的凝聚/破碎和径向迁移的机制。这些代表了关键,但尚未完全理解的成分,我们的理解形成的星子,行星的基石。在这里,我们提出的第一个结果,从一个观测计划,使用ALMA和CARMA亚毫米/毫米干涉仪,旨在表征尘埃特性和磁盘结构的年轻磁盘周围的棕矮星和非常低质量的恒星。考虑到这些盘的预期物理条件,它们代表了原行星盘中行星形成早期阶段模型的关键测试床。
2013-07-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Ionization and dissociation induced fragmentation of a tidally disrupted star into planets around a supermassive black hole
利用三维光滑粒子流体动力学程序,考虑辐射转移,对超大质量黑洞(SMBH)对抛物轨道上恒星的潮汐扰动进行了辐射流体动力学(RHD)模拟.我们发现,这样一个潮汐破裂的恒星碎片,并形成团块后不久,其潮汐破裂。碎片化是电离和离解的吸热过程的结果,电离和离解降低了气体压力,导致局部引力坍缩。辐射冷却是不太有效的,因为恒星碎片在如此早期的时间仍然具有很高的光学厚度。我们的模拟显示,一颗恒星密度分布n=3的太阳型恒星被一个10^6太阳质量的黑洞破坏后,会产生质量在0.1到12木星质量范围内的$\sim20$团块。质量回退率随时间衰减,从早到晚有明显的尖峰。尖峰提供了返回碎片团块的证据,而未结合碎片上的团块可能是自由漂浮的行星和棕矮星。这种电离和解离诱导的碎片的潮汐破坏的恒星是一个有前途的候选机制,形成低质量的恒星周围的SMBH行星。
2020-01-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Protostellar Feedback in Turbulent Fragmentation: Consequences for Stellar Clustering and Multiplicity
恒星在大尺度(~pc)和小尺度(~双星)上都有很强的聚集性,但对于恒星的关联函数和多重性却几乎没有解析甚至半解析的理论。在本文中,我们提出了这样一个理论,基于我们最近开发的半解析框架称为MISFIT,模型重力湍流碎片,包括抑制碎片的原恒星辐射反馈。我们比较的结果,包括反馈的控制模型中,它被省略。我们表明,这两类模型鲁棒地再现恒星关联函数在>0.01 pc尺度,这是很好的近似幂律,一般遵循无标度物理(湍流加重力)在大尺度上。在较小的尺度上,原恒星盘的碎裂比普通的核心碎裂更占主导地位,导致关联函数变陡。多重性是更敏感的反馈:我们发现,一个模型与原恒星加热再现所观察到的多重性分数和质量比分布的太阳和太阳质量恒星(特别是棕矮星沙漠),而没有反馈的模型不能这样做。具有反馈的模型也产生与从观测推断的一致的形成期分布。然而,它无法产生短距离的双星低于原恒星盘的长度尺度。我们认为,这样的近距离双星主要是由磁盘碎片,并通过轨道衰变进一步减少他们的分离。
2017-03-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Disc fragmentation. II. Ejection of low mass Free Floating Planets from growing binary systems
University of Leicester(莱斯特大学);IRAP, Université de Toulouse, CNRS, Université Paul Sabatier, CNES(法国图卢兹大学/国家科学研究中心/保罗·萨巴蒂尔大学);University of Warwick(华威大学);University of Zurich(苏黎世大学)
本文提出,盘碎片化过程可解释从成长中的双星系统中抛出大量低质量自由漂浮行星,并通过模拟验证了高抛出效率。
2026-01-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Triggered fragmentation in gravitationally unstable discs: forming fragments at small radii
利用辐射流体力学方法对引力不稳定盘进行了三维模拟,探讨了盘破裂后的质量运动。与其碎裂之前的更静止状态相比,气体的径向速度在碎裂之后增加高达约2-3倍。当质量运动同时向内和向外发生时,向内的运动会导致内部螺旋足够密集,它们可能变得不稳定并可能破碎。因此,碎片盘的动态行为可能导致在初始碎片已经在外盘中形成之后在较小半径处的后续碎片。
2013-05-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
On the fragmentation boundary in magnetised self-gravitating discs
我们调查的作用,磁场的碎片的自引力盘使用三维全球理想磁流体动力学模拟进行的“幻影”平滑粒子流体动力学代码。对于最初的环形场,我们发现两个制度。在第一种情况下,冷却时间大于动力学时间的五倍,磁场降低螺旋密度波振幅,这反过来又抑制了碎裂。即使磁压力只有热压力的十分之一,情况也是如此。当冷却时间足够短以致于磁场不能阻止碎裂时,发生第二种状态。我们发现,磁化光盘产生更多的大规模的碎片,由于这两个额外的压力施加的磁场,和额外的角动量输运诱导麦克斯韦应力。碎片被限制在一个较窄的范围内的初始半长轴比那些在未磁化的磁盘。未磁化和磁化的圆盘碎片的轨道偏心率和倾角分布是相似的。我们的研究结果表明,破碎边界可能是在冷却时间的一个因素,两个低于纯流体动力学模型预测。
2016-12-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Using binary statistics in Taurus-Auriga to distinguish between brown dwarf formation processes
BD是通过引力坍缩(“类星”)形成恒星,还是BD和一些质量很低的恒星组成一个独立的群体,与恒星一起形成类似于行星的群体,例如通过星周盘(“外围”)碎裂,是恒星形成问题的关键问题之一。对于金牛座-御夫座的年轻恒星,双星比例很大,对主质量的依赖性很小,大于~0.2Msun,而对于BD,它小于10%。我们调查的情况下,在金牛座的BD形成占主导地位,通过周边碎片。的下降的二进制频率之间的过渡区的恒星和周边形成的建模。采用了一个动力学的星族合成模型,其中双星的形成是普遍的。外围物体分别形成在拱星盘具有独特的初始质量函数(IMF),自己的轨道参数分布的二进制和低的二进制分数。少量的恒星成分的动力学处理占适当的低密度金牛座御夫座嵌入式集群。双星分数下降强烈的质量之间的限制,恒星状和周边形成。特征的位置和陡度取决于这些质量限制。这种趋势可能是唯一的低密度地区托管动态未经处理的二进制人口。在金牛座-御夫座恒星形成区的BD和VLMS双星的未来调查中,二元分数-初级质量图中存在强烈的下降将成为可验证的。这是一个测试的(非)连续性的恒星形成沿质量尺度,分离的恒星和BD人口和占主导地位的形成渠道BD和BD二进制在低恒星密度的地区托管动态未处理的人口。
2017-06-05 astro-ph.GA
Triggered fragmentation in self-gravitating discs: forming fragments at small radii
我们对引力不稳定盘进行了三维辐射流体动力学模拟,以探索盘在初始碎裂后的质量运动。我们发现,在光盘的某些部分的气体的径向速度增加了约10倍后,光盘碎片,相比之前。虽然质量的运动发生在向内和向外两个方向上,但向内的运动可以导致自引力盘的内部螺旋变得足够密集,使得它们可以潜在地碎裂。这表明,碎片盘的动力学行为可能会导致随后的碎片发生在比最初预期的更小的半径,但只有在初始碎片已经形成在外盘。
2015-09-16 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
On the fragmentation criteria of self-gravitating protoplanetary discs
研究了大质量自引力盘的碎裂判据。我们提出了新的分析,我们进行全球三维数值模拟测试的破碎条件。虽然以前的工作重点放在以轨道时间尺度β为单位的冷却时间尺度上,但我们发现,在给定的半径下,表面质量密度(即盘质量和轮廓)和恒星质量在确定盘是否碎片以及盘碎片形成的位置方面也起着至关重要的作用。我们发现,对于浅的表面质量密度分布(p<2,其中P <\propto R^{-p}),碎片形成在盘的外部区域。然而,对于陡峭的表面质量密度分布(p \gtrsim 2),碎片形成于椎间盘的内部区域。此外,我们还发现,在以前的模拟中发现的轨道时标单位的冷却时标的临界值仅适用于某些光盘表面质量密度分布和特定的光盘半径,并不是一个普遍的规则,所有光盘。我们发现了一个经验的碎裂标准之间的冷却时间尺度的轨道时间尺度,β,表面质量密度,恒星质量和半径的单位。
2010-08-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Planet formation around M dwarfs via disc instability: Fragmentation conditions and protoplanet properties
在观测到的围绕M矮星运行的系外行星中,约有30%是比木星质量更大的气体巨星。这些行星是由盘不稳定形成的主要候选者。目的:我们想确定围绕M矮星的盘破裂的条件以及由盘不稳定形成的行星的性质。研究方法:我们进行了流体动力学模拟的M矮原恒星盘,以确定所需的最小光盘质量的引力破碎发生。不同的恒星质量,盘半径,和金属丰度被认为是。每个原恒星盘的质量稳步增加,直到盘破碎,形成原行星。结果:我们发现,一个磁盘到星质量比之间的$\sim 0.3$和$\sim 0.6$是需要发生碎裂。圆盘碎片的最小质量随恒星质量和圆盘大小的增加而增加。金属含量不会显著影响最小椎间盘碎片质量,但高金属含量可能会抑制碎片。原行星在距离主星约$\sim50$ AU的地方迅速形成(几千年内),它们最初非常热;它们的中心温度与由核心吸积形成的行星周围的吸积冲击(高达12,000 K)相似。这些行星的最终性质(例如质量和轨道半径)是通过长期的盘-行星或行星-行星相互作用来确定的。结论:盘的不稳定性是一种在M矮星周围形成气体巨行星的合理方式,前提是盘在形成的初始阶段至少有其宿主恒星质量的30%。未来的观测需要大质量的M矮星盘或非常年轻的M矮星周围的行星,以确定盘的不稳定性对低质量恒星周围行星形成的重要性。
2020-01-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
On fragmentation of turbulent self-gravitating discs in the long cooling time regime
最近有人提出,由于湍流中的随机密度波动,在存在驱动湍流的情况下,圆盘对引力坍缩的稳定性可能比它们的非湍流类似物差得多。这种碎裂模式对于气态巨行星形成尤其重要。然而,在这里,我们认为,随机密度波动,由于湍流不增强引力不稳定性和光盘碎片在漫长的冷却时间限制适合行星形成光盘。这些波动以螺旋形的方式演化,并以比崩溃更快的速度通过减压而消散。我们调查这些问题的数值在2D通过剪切盒模拟驱动湍流,也在3D模型的瞬时应用湍流速度踢。在前一种情况下,湍流驱动导致额外的盘加热,这往往使盘更稳定,而不是更不稳定。在后一种情况下,由于收敛速度反冲而形成的高密度区域,正如预期的那样,紧接着是减压。因此,我们得出结论,驱动湍流不会促进原行星盘的盘碎片,而是倾向于使盘更稳定。我们还认为,维持超音速湍流是非常困难的光盘,冷却缓慢。
2017-12-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Dust grain shattering in protoplanetary discs: collisional fragmentation or rotational disruption?
在原行星盘中,尘埃颗粒凝聚成大的聚集体仍然知之甚少。颗粒孔隙度似乎是一个有前途的解决方案,让晶粒生存和形成星子。此外,尘埃破碎一般被认为只来自碰撞碎裂;然而,最近引入了一个新的过程,旋转破裂。我们编写了一个一维代码,模拟了颗粒漂移时的生长和孔隙度演变,以研究包括两个破碎过程时的最终结果。在模拟再现观测的圆盘模型中的晶粒演化时,我们发现与碎裂和径向漂移相比,旋转破裂是不可忽略的。当湍流参数$α\lesssim 5\xtenpow{-4}$,如果径向漂移足够慢时,破坏成为主导。我们表明,在晶粒的生长历史中断的重要性强烈依赖于它们的抗拉强度。
2023-01-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Protostellar-disc fragmentation across all metallicities
宇宙金属丰度的演化可能导致了不同时期恒星形成模式的多样性。星周盘的引力碎裂是多恒星系统(包括密近双星)形成的重要通道。我们在这里研究光盘碎片的性质,系统地进行了一套二维辐射流体动力学模拟,在广泛的金属丰度,从原始的太阳值。特别是,我们遵循相对长期的光盘演化超过15千年后,光盘形成,纳入加热的原恒星辐射的影响。我们的研究结果表明,磁盘碎片发生在所有金属丰度$1$ - $0$ $Z_{\odot}$,产生自引力块。团簇的物理性质,如它们的数量和质量分布,由于不同的气体热演化的金属丰度的变化。例如,在$10^{-2}$ -- $10^{-5}$ $Z_{\odot}$的中间金属丰度范围内,团块的数量是最大的,在这种情况下,尘埃冷却只在盘的致密部分有效,并导致螺旋臂的碎裂。$1$ -- $0.1$ $Z_{\odot}$的星盘破碎程度较低,这要归功于恒星辐射对星盘的稳定作用。这种金属丰度的依赖性与观察到的趋势一致,即在$1$ - $10^{-3}$ $Z_{\odot}$范围内,密近双星分数随着金属丰度的降低而增加。
2022-06-07 astro-ph.GA
Gravitational Fragmentation of Extremely Metal-poor Circumstellar Discs
我们研究的引力破碎的拱星盘吸积极贫金属($Z \leq 10^{-3}$ Zsun)气体,进行了一套三维流体动力学模拟使用自适应网格细化代码恩佐。我们系统地跟踪了第一颗原恒星诞生后2000年的长期演化,包括$Z = 0$、$10^{-5}$、$10^{-4}$和$10^{-3}$ Zsun。我们发现,自引力团簇的数量的演变定性的变化与$Z$。由尘埃冷却引起的剧烈碎裂发生在金属贫乏的情况下,在$Z = 10^{-5}$和$10^{-4}$ Zsun暂时提供了大约10个自引力团块。然而,我们也表明,碎片化是一个非常零星的过程,在早期发作的碎片化后,团块的数量不断减少,因为它们合并在这些情况下。随着$Z$的增加,颗粒的破碎倾向于推迟,这表明在较低的密度下,颗粒的破碎是最有效的。结果,在$Z = 10^{-3}$ Zsun处,块数目保持最小,直到在后期阶段中开始椎间盘碎裂。我们还表明,团块的质量分布也取决于金属丰度。一个单一的或二元的团块比其他的大得多,只出现在$Z = 10^{-3}$ Zsun,而它们在较低的金属丰度下质量分布更均匀。我们认为,光盘碎片应该提供恒星的多个系统,但他们的性质急剧变化与微量的金属。
2021-09-29 astro-ph.GA
General non-linear fragmentation with discontinuous Galerkin methods
针对天体物理尘埃破碎算法的数值过扩散问题,推导了一般非线性破碎的守恒形式,并应用高阶间断伽辽金方法高效求解,在20个分箱下实现0.1-1%精度。
2024-08-25 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Disc fragmentation and oligarchic growth of protostellar systems in low-metallicity gas clouds
我们研究低金属丰度恒星的形成与一套高分辨率的流体动力学模拟各种气体金属丰度在广泛的$0$ - $10^{-3} \ {\rm Z}_{\bigodot}$。我们的模拟遵循非平衡化学和辐射冷却,采用现实的元素丰度和尘埃尺寸分布。我们研究的条件崩溃的云(云碎片; CF)和吸积盘(光盘碎片; DF)的碎片。我们发现,CF被抑制,由于快速的气体加热伴随着分子氢的形成,即使与有效的尘埃冷却金属度$\gtrsim 10^{-5} \ {\rm Z}_{\bigodot}$。相反,DF发生在几乎所有的运行,无论金属丰度。我们还发现,在吸积盘中,原恒星系统的生长总体上是寡头的。初级原恒星通过气体的吸积而成长,次级原恒星通过螺旋臂的相互作用或快速旋转的原恒星的分裂而形成。尽管有强烈的分裂,但很大一部分次级原恒星通过合并或潮汐破坏事件而被摧毁。在第一个绝热核心形成后的几百年里,只有几颗原恒星存活在圆盘中,原恒星的总质量为$0.52$ -- $3.8 \ {\rm M}_{\bigodot}$。
2021-09-27 astro-ph.GA
Gravitational stability and fragmentation condition for discs around accreting supermassive stars
质量为$\sim10^{5}~\rm{M}_{\odot}$的超大质量恒星是在红移$\gtrsim6$观测到的超大质量黑洞起源的有希望的候选者。它们被认为是原始气体快速吸积的结果,尽管由于引力不稳定性,星周盘碎片造成的时间变化可能会阻碍它们的形成。为了评估碎片的发生,我们研究了结构的边缘引力不稳定的吸积盘,通过使用一个稳定的一维薄盘模型与详细的处理化学和热过程。由两个SMS形成场景激发,即,对于那些具有强紫外辐射背景或重子与暗物质之间具有大速度差的情况,我们考虑两种类型的流,即,原子和分子流,分别为一个广泛的中心恒星质量$10-10^5~\rm{M}_{\odot}$和吸积率$10^{-3}-1~\rm{M}_{\odot}~\rm{yr}^{-1}$。在大多数原子气体流向盘外边界的情况下,碎裂条件表示为吸积率高于$10^{-1}~\rm{M}_{\odot}~\rm{yr}^{-1}$的临界值,而与中心恒星质量无关。另一方面,在分子流的情况下,存在临界盘半径,在该临界盘半径之外,盘变得不稳定。根据数值模拟,这些条件似乎在一定程度上得到满足,这表明在SMS形成过程中,盘碎片可能是常见的。
2018-12-31 astro-ph.GA
Stellar, brown dwarf and multiple star properties from a radiation hydrodynamical simulation of star cluster formation
我们报告的统计性质的恒星,褐矮星和多个系统获得的最大的辐射流体动力学模拟的恒星团簇形成的日期,解决质量下降到不透明度限制碎片(几个木星的质量)。初始条件与Bate以前发表的正压计算相同,但这次计算是使用现实的状态方程和辐射流体动力学进行的。该计算使用汇粒子模拟了183颗恒星和棕矮星,包括28颗双星和12个高阶多重系统,并将其性质与观测调查的结果进行了比较。我们发现,辐射流体动力学/汇粒子模拟再现许多观察到的恒星性质非常好。特别是,而使用正压状态方程产生更多的棕矮星比恒星,包括辐射反馈的结果在恒星质量函数和比例的棕矮星恒星与银河系恒星形成区的观测结果很好地吻合。此外,恒星和棕矮星的许多其他统计性质与观测结果相当吻合,包括作为原始质量的函数的多重性、极低质量双星的频率以及双星质量比和分离分布的一般趋势。我们还研究了恒星的速度色散,由于动力学相互作用的圆盘截断半径的分布,以及多个系统中轨道和下沉粒子自旋的共面性。总的来说,计算产生了一个星团,其统计特性很难与观测到的系统区分开来,这意味着重力,流体动力学和辐射反馈是确定低质量恒星统计特性起源的主要成分。
2011-10-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of the First Low-Mass Stars from Cosmological Initial Conditions
我们模拟了早期宇宙中最早形成的星系之一中贫金属(10^-2 Z太阳)星团的形成,特别是高红移原子冷却晕(z~14)。这是第一个从现实宇宙学初始条件开始的模拟中解决单个金属富集恒星形成的计算。我们跟踪了母晕中几个致密团块中的一个致密团块的演化。这个星团在7000年内形成了一个约40颗恒星和亚恒星天体的星团,并可能继续形成恒星约5倍。原恒星尘埃加热对恒星形成效率的影响可以忽略不计,至少在早期的演化阶段,但它适度抑制气体碎片和褐矮星的形成。我们观察到碎片在薄的气体细丝和持续吸积在较大的,旋转的结构,以及喷射的二元相互作用。经过约10^4年的碎裂和吸积后,对大于0.1兆太阳的恒星初始质量函数进行了评估,这似乎与Geha等人(2013)最近在超暗矮球状星系卫星中的测量结果一致。
2014-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA reveals a pseudo-disc in a proto-brown dwarf
我们给出了原棕矮星Mayrit 1701117周围存在一个伪盘的观测证据,它是大尺度HH~1165喷流的驱动源。我们的分析是基于ALMA $^{12}$ CO(2-1)线和1.37 mm连续谱观测,角分辨率为$\sim$ 0.4 $^{\prime\prime}$。伪盘在CO位置-速度图(PVD)中是一个明亮的特征,在垂直于喷流轴的方向上拉长,总质量(气体+尘埃)为$\sim$ 0.02 M $_{\odot}$,大小为165-192 AU,速度分布为$\pm$ 2 km s $^{-1}$。大的速度梯度是下落和旋转运动的组合,表明来自伪盘和未解决的内部开普勒盘的贡献。在H $_{2}$ CO(3-2)和N $_{2}$ D $^{+}$(3-2)系中检测到弱发射。H $_{2}$ CO发射可能探测到内部开普勒盘,预计CO将被冻结,而N $_{2}$ D $^{+}$可能源自伪盘外缘的增强团块。我们已经考虑了各种模型(核心崩溃,光盘碎片,环二进制光盘),可以同时适合观测到的CO光谱和位置-速度偏移。所观察到的形态,速度结构,和物理尺寸的伪盘是一致的,从核心坍缩模拟棕矮星形成的预测。根据最佳模型拟合,我们可以将原始褐矮星系统的年龄限制在$\sim$ 30,000 - 40,000年。从CO谱线和1.37 mm连续谱发射得到的H $_{2}$柱密度的比较表明,只有约2%的CO从气相中耗…
2019-04-12 astro-ph.GA astro-ph.SR