The influence of the turbulent perturbation scale on prestellar core fragmentation and disk formation
星前弱湍流核的坍缩是恒星形成过程中的一个关键阶段。由于高度非线性和随机性,坍塌的结果只能通过进行大量的数值模拟从理论上进行探讨。标准做法是根据湍流能量(或某些等效物)的量和功率谱中的指数(n \equiv-d log Pk/d log k)来量化岩心中的初始湍流速度场。在本文中,我们数值研究了湍流速度场的细节对孤立的、弱湍流的、低质量星前核崩溃的影响。我们证明,只要n> 3(通常假设),比n更关键的参数是湍流速度场的最大波长λ_MAX。这是因为λ_MAX携带了大部分的湍流能量,从而影响了核中角动量的大小和空间相干性。我们表明,致密的细丝在崩溃过程中的形成严重依赖于λ_MAX,我们解释了这一发现使用力平衡分析。我们还表明,只有当λ_MAX> 0.5 R_CORE(其中R_CORE是核心半径)时,核心才有很高的碎裂概率;碎裂的主导模式涉及细丝的形成和破裂;尽管小的原恒星盘(半径R_DISK <= 20 AU)经常形成,但更扩展的盘是罕见的。在湍流,低质量的核心类型,我们在这里模拟,形成大的,破碎的原恒星盘被抑制在早期分裂的细丝。
2011-09-01 astro-ph.EP astro-ph.GA 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
The ALMA Survey of 70 $μ$m dark High-mass clumps in Early Stages (ASHES). I. Pilot Survey: Clump Fragmentation
ASHES的目的是系统地描述最早阶段的特征,并限制大质量恒星形成的理论。在试验性调查中,仔细选择了12个巨大的(>500 $M_{\odot}$)、冷的(<15 K)、3.6-70 $μ$ m暗星前团块候选者,嵌入IRDC中,用ALMA进行观察。我们用224 GHz的12 m/7 m/TP阵列对尘埃和线发射中的每个团块(约1弧分^[2])进行了镶嵌,得到了约1.2”的分辨率(约4800 AU)。作为该系列的第一篇论文,我们集中在粉尘排放,以揭示团块破碎。我们检测到294个核心,其中84个(29%)被归类为原恒星的流出活动或“暖芯”线发射的基础上。剩下的210个(71%)被认为是星前核心候选人。探测到的核心数量与观测的质量灵敏度范围无关。平均而言,更大的团块往往会形成更多的核心。我们发现了大量的低质量(<1 M)的核心,没有高质量(>30 $M_{\odot}$)的星前核心。最大的星前核质量为11 $M_{\odot}$。从星前CMF,我们得到一个幂律指数为1.17 ± 0.1,比Salpeter(1.35)稍浅。我们使用MST技术来表征核心之间的分离和它们的空间分布,并获得质量偏析比。虽然有一系列的核心质量和分离的样品中检测到的,平均分离和质量的核心很好地解释了热碎裂和不一致的湍流牛仔裤碎片。核心的空间分布是很好地描述了分层子聚类,而不是集中峰值聚类。没有大规模隔离的确凿证据。我们…
2019-09-17 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
Dense core formation in supersonic turbulent converging flows
我们使用数值流体动力学模拟研究星前核的形成在动态环境中的巨型分子云,重点是平面后冲击层碰撞湍流。一个关键的目标是测试核心的演变和属性如何依赖于母云中的速度分散;我们的模拟套件由180个模型组成,流入马赫数Ma=v/cs =1.1-9。在所有马赫数下,我们的模型表明,湍流和自重力将激波后区域内的气体聚集成细丝,同时这些细丝内的过密区域冷凝成核心。这种形态,加上我们在核心内发现的亚音速,与观测结果相似。我们扩展了以前的结果表明,核心崩溃的发展在一个“由外向内”的方式,密度和速度接近Larson-Penston渐近解。第一个核心崩溃的时间变化为1/sqrt(v),与分析估计一致。核心的建立需要10倍的核心崩溃,与观察到的星前核心的寿命一致。地核的形状随着它们的演化从扁球形变为长球形。为了定义核,我们使用引力势的等值面。我们比较核心定义使用的潜在计算从投影表面密度,找到很好的协议的核心质量和大小,这提供了一种新的方式来识别核心观察到的地图。在我们的模拟中确定了质量变化三个数量级(0.05 - 50 M太阳)的核心。对激波后层的稳定性分析预测,第一个坍塌的核心的质量为M \propto v^-1/2,后期形成的核心的最小质量为M \propto v^-1。从我们的模拟来看,中值质量介于这两种关系之间。
2011-01-13 astro-ph.SR
The Origin and Universality of the Stellar Initial Mass Function
我们回顾了目前的恒星初始质量函数(IMF)的起源理论,特别关注IMF在不同环境下的普遍性。为了将这个问题放在一个观测的背景下,我们总结了用于确定不同恒星星族的IMF的技术,影响结果的不确定性,以及在极端情况下系统偏离普遍性的证据。接下来,我们考虑理论的形成星前核心的湍流破碎和各种热,流体动力学和磁流体动力学不稳定性的可能影响。我们解决星前核心转换成恒星和评估不同的过程中发挥的作用:竞争性吸积,动态碎片,喷射和饥饿,灯丝碎片和非线性吸积流,磁盘的形成和碎片,临界尺度所施加的热力学,和磁制动。我们目前的特征形状的星前核心质量函数和国际货币基金组织的解释,并考虑什么意义可以附加到他们的明显的相似性。大量的计算进展发生在最近几年,我们回顾了数值模拟,已进行预测IMF直接和讨论的动力学,随时间变化的现象,和初始条件的影响。
2014-05-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
The ALMA-QUARKS survey: Detection of two extremely dense substructures in a massive prestellar core
本研究利用 ALMA-QUARKS 巡天数据在 G34.43+0.24 中发现大质量前恒星核 MM1-C,并探测到其内部两个高密度子结构,揭示了恒星形成最早阶段的原初碎裂现象。
2024-01-09 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 Magnetized Prestellar Cores with Ambipolar Diffusion and Turbulence
利用三维数值模拟研究了湍流巨分子云星前核形成过程中磁场和双极扩散的作用。我们的模拟集中在一个GMC内的会聚流产生的冲击层,并调查不同的电离和上游流和磁场之间的角度。我们还包括理想的磁流体动力学(MHD)和流体动力学模型。从我们的模拟中,我们确定了数百个自引力核心,形成于1百万年内,质量M ~ 0.04 - 2.5太阳质量,大小L ~ 0.015 - 0.07 pc,与核心质量函数(CMF)峰值的观测结果一致。平均值为M = 0.47太阳质量,L = 0.03 pc。核心质量和大小不取决于电离或上游磁场方向。相反,质量与磁通量的比率随着较低的电离而增加,从临界值的两倍到四倍。对于低电离的较高的质量-通量比是当冲击层第一次形成时增强的瞬态双极扩散的结果。然而,双极扩散不是形成低质量超临界核所必需的。对于理想的MHD,我们发现类似的质量,其他情况下。这些质量比在冲击后环境条件下定义磁超临界球体的值低1 - 2个数量级。这种差异是沿场线各向异性收缩的结果,这在理想MHD和扩散模拟中都很明显。我们解释我们的数值研究结果使用一个简单的缩放参数,这表明引力临界核心质量将取决于声速和平均湍流压力的云,无论磁效应。
2014-03-03 astro-ph.SR
The burst mode of accretion and disk fragmentation in the early embedded stages of star formation
我们重新回顾了我们的原始文件的爆发模式的吸积,将一个详细的能量平衡方程到薄盘模型的形成和演化的低质量原恒星周围的星周盘。我们的模型包括辐射冷却,粘性和冲击加热,加热由于恒星和背景辐射。随着星前阶段的崩溃,我们可以模拟盘形成和演化的早期嵌入阶段。在此期间,视星前核心的性质而定,星盘很容易碎裂。在全球范围内,我们发现,更高的初始核心角动量和质量含量有利于更多的碎片,但更高水平的背景辐射可以缓和的倾向,碎片。质量落入盘的速率大于质量落入恒星的速率是盘碎裂的必要条件,但不是充分条件。更局部地,Toomre Q参数需要低于临界值,并且局部冷却时间需要短于局部动力学时间的几倍。在早期嵌入阶段形成的碎片倾向于被驱动到内部盘区域,并可能触发质量吸积和亮度爆发,其幅度类似于FU-Orionis型或EX-Lupi型事件。盘吸积被证明是一个内在可变的过程,由于磁盘碎片,非轴对称结构,和引力扭矩的影响。一般α型粘度的附加效应起到降低爆发频率和吸积可变性的作用,并且在α值显著大于0.01时可能不可行。
2010-07-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Star formation: statistical measure of the correlation between the prestellar core mass function and the stellar initial mass function
我们提出了一个简单的统计分析,最近的数值模拟探索的核心质量函数之间的相关性,从分子云的碎片和恒星质量函数,形成从这些崩溃的核心。我们的分析表明,在模拟中得到的绑定的核心和下沉颗粒的分布是一致的,形成的主要是从他们的母核质量水库,统计分散的顺序的三分之一的核心质量的下沉。这样的特征色散表明恒星的初始质量函数与母核质量函数的相关性相对紧密,导致两个相似的分布,正如观察到的那样。这反过来又认为,国际货币基金组织基本上是在核心形成的早期阶段确定的,只有微弱的影响,由各种环境因素以外的初始核心质量水库,至少在本研究中探索的质量范围。因此,恒星形成区的最终IMF应该从统计上讲,从初始核心质量函数中合理准确地确定,提供一些统一的效率因子。计算还表明,这些统计波动,例如由于核心属性之间的变化,扩大了低质量尾部的国际货币基金组织相比,母CMF,提供了一个解释的事实,即后者似乎低估了“前棕矮星”的核心数量相比,观测得出的棕矮星国际货币基金组织。
2010-11-04 astro-ph.SR
Prestellar and protostellar cores in Ori B9
本研究的目的是确定Ori B 9致密核的性质和空间分布,并估计它们的年龄和动力学时间尺度。用APEX/LABOCA在870微米的连续谱中绘制了云的地图,并使用IRAM-30 m在N2 H+和N2 D+线中观察了选定的位置。这些与我们以前的H2 D+观测结果一起使用。此外,档案FIR斯皮策/MIPS地图相结合的LABOCA地图区分前和原恒星的核心,并估计原恒星的演化阶段。在Ori B 9云中探测到12个870微米的致密核心。亚毫米核约占Ori B 9区域总质量的4%。前恒星核和原恒星核的数量相等。其中两个submm源,我们称之为SMM 3和SMM 4,是以前未知的0类候选者。我们发现在N2 H+(0.03-0.04)中有中等程度的氘化。此外,有证据表明,N2 H+耗尽的核心SMM 4。我们在与IRAS 05405-0117相关的团簇中得到了相对较高的电离度(~10^-7)。两个芯的双极扩散时间尺度比自由落体时间长约70-100倍。猎户座B 9中致密核心的分布和质量与猎户座中更活跃区域中观察到的相似,其中统计核心属性已被湍流碎片化解释。星前和原恒星核的50/50比例表明星前阶段的持续时间与自由落体时间相当。然而,根据IRAS 05405-0117区域的化学数据,这一时间表可能受到质疑。一个可能的解释是,这项调查只对丹麦人进行抽样,即,动态最先进的核心。
2009-04-06 astro-ph.SR
Protostellar collapse: radiative and magnetic feedbacks on small scale fragmentation
辐射转移和磁场对星前致密核的坍缩和碎裂都有很强的影响,但在这样的尺度上还没有一致的计算。我们提出了原始AMR计算,包括磁场(在理想的MHD极限)和辐射转移,在通量限制扩散近似下,1太阳质量的致密核心的崩溃。我们比较的结果与正压EOS进行计算。研究表明,辐射转移通过冷却或加热气体对坍缩和碎裂产生重要影响,并与磁场相互补充。更大的磁场产生更强的磁制动,增加吸积率,从而增加辐射反馈的效果。即使是在磁场主导坍缩动力学的强磁化核中,辐射转移对于确定温度和光学深度分布也是至关重要的,这是两种可能的观测诊断。正压EOS不能解释实际的碎裂。数值方案的扩散,但是,被发现强烈影响输出的崩溃,最终导致虚假的碎片。在恒星形成的数值计算中,必须同时考虑辐射转移和磁场,以获得真实的坍缩构型和可观测的特征。然而,数值分辨率和求解器的鲁棒性是获得可靠结果的首要因素。当使用一个精确的求解器,碎片被发现总是保持抑制的磁场,至少在理想的MHD限制,即使辐射转移包括在内。
2009-12-17 astro-ph.SR
Photospheric Flow Field Related to the Evolution of the Sun's Polar Magnetic Patches Observed by Hinode SOT
利用高空间分辨率的时间序列观测资料,研究了光球等离子体运动在极区磁斑形成和演化中的作用。这些观测是用Hinode卫星上的分光偏振计获得的。从使用75磁补丁的统计分析,我们发现,他们被强大的收敛,超颗粒相关联的流量在其表观寿命时间和补丁边界周围的收敛流更好地观察到在更深的光球多普勒速度剖面。根据我们的分析,我们认为,在极区的同极性的磁性碎片平流和光球会聚流的聚集,从而导致形成极磁补丁。我们的观测结果表明,除了直接取消磁补丁衰变的碎片,然后单极消失或单极消失没有碎片。有可能现有极性的磁块碎片或扩散到更小的元素中,并最终与太阳活动周期最大值附近到达极地的相反极性碎片相抵消。这可能是极性磁场反转期间现有极性衰减的可能机制之一。
2015-01-03 astro-ph.SR
Investigating the physical properties and fragmentation of the AFGL 333-Ridge
我们提出了多波长的数据来研究AFGL 333- Ridge的物理性质和碎裂。速度弥散的统计分析表明,湍流是脊中的主导运动。然而,AFGL 333-Ridge的线性质量密度(1124.0 M/pc)远远超过其临界值406.5 M/pc,这表明需要额外的运动来防止灯丝径向塌陷。使用getsources算法,我们确定了14个核心从赫歇尔地图,包括两个原恒星核心和12个无星核心。所有这些无恒星的核心都受到引力束缚,因此被认为是星前核心。根据它们的半径-质量关系,14个核心中有11个有可能形成大质量恒星。此外,AFGL 333-Ridge的两个亚丝中的7个核心似乎构成了两个项链状链,间距分别为0.51 pc和0.45 pc。通过与Jeans和圆柱形破碎理论预测的间隔长度进行比较,我们认为湍流和热压力的结合可能导致两个亚丝破碎成芯。
2021-09-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Herschel Gould Belt Survey Observations of Dense Cores in the Cepheus Flare Clouds
我们提出了赫歇尔SPIRE和PACS地图的仙王座耀斑云L1157,L1172,L1228,L1241和L1251,观察附近的恒星形成分子云的赫歇尔古尔德带调查(HGBS)。通过对SPIRE和PACS资料的修正黑体拟合,确定了典型云柱密度为0.5-1.0 $\times$ 10 $^{21}$ cm $^{-2}$,典型云柱温度为14-15 K。使用getsources识别算法,我们从SPIRE和PACS数据中提取了160-500 $μ$ m处的832个密集核。从质量与尺寸图的位置来看,我们认为303个是候选星前核,其中178个是“健壮的”星前核。从一个独立的提取源在70 $μ$米,我们认为25的832个致密的核心是原恒星。背景柱密度的分布与候选星前核在2-4 $\times$ × 10 $^{21}$ cm $^{-2}$处的峰值一致。仙王座中大约一半的星前核心可能是由于预期在“跨临界”线质量的细丝内发生的广泛碎裂而形成的。从所有五个仙王座云得出的对数正态稳健星前核心质量函数(CMF)峰值为0.56 M $_{\odot}$,宽度为$\sim$ 0.5 dex,与天鹰座的CMF相似。事实上,仙王座的聚合CMF的宽度类似于恒星系统的初始质量函数(IMF)。CMF宽度在不同的云和IMF系统的相似性表明一个共同的,可能是动荡的起源播种的波动演变成星前核心和恒星。
2020-10-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Fragmentation of the High-mass "Starless'' Core G10.21-0.31: a Coherent Evolutionary Picture for Star Formation
G10.21-0.31是一个70 m的$μ$暗高质量无星核心($r<0.15$ pc中的$M>300$ $\mathrm{M_{\odot}}$),在$Spitzer$、$Herschel$和APEX连续巡天中被确认,被认为是高质量恒星形成的初始阶段。我们目前的ALMA和SMA观测,以解决这个有前途的高质量无星核心的内部结构。灵敏的高分辨率ALMA 1.3毫米尘埃连续辐射揭示了三个质量范围为11-18 $\mathrm{M_{\odot}}$的核心,其特征是湍流碎裂。核心1,2和3代表了一个连贯的演化在三个不同的演化阶段,其特征在于流出(CO,SiO),气体温度($\mathrm{H_2CO}$),和氘($\mathrm{N_2D^+/N_2H^+}$)。我们确认了G10.21中形成大质量恒星的可能性,并探索了大质量恒星形成的演化路径。然而,在G10.21中没有高质量的星前核心。这表明了一个动态的恒星形成过程,其中核心的质量随着时间的推移而增长。
2023-01-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Prestellar Cores in Turbulent Clouds: Properties of Critical Cores
本文通过数值模拟量化了湍流云中处于坍缩边缘的“临界核”性质,发现其密度和湍流速度径向分布符合湍流平衡球(TESs)模型,核在跨声速状态下于由局部声速尺度决定的一系列密度下坍缩,并强调了在临界时刻构建核质量函数以测试引力湍流碎裂理论的重要性。
2025-06-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Accretion Phase of Star Formation in Clouds with Different Metallicities
本文研究了在0 \le Z-\le Z_ \odot范围内不同金属丰度的云中恒星形成的主要吸积阶段,并求解了原恒星半径。从近平衡态的星前云出发,计算了第一颗原恒星形成后直到\sim 100年的云演化。恒星形成过程在低金属丰度(Z \le 10^-4 Z_ \odot)和高金属丰度(Z > 10^-4 Z_ \odot)的云之间有很大的不同。碎片化经常发生,许多原恒星在低金属含量的云中没有形成稳定的星周盘。在这些星云中,虽然原恒星相互作用,有些被从星云中心弹射出来,但许多仍是一个小的星团。相比之下,高金属丰度的云产生一个由一个几乎稳定的旋转支持盘包围的原恒星。在这些星云中,虽然星盘偶尔会发生碎裂,但碎片会向内迁移,最后落在中央的原恒星上。云演化的差异是由于不同的热演化和质量吸积速率。云的热演化决定了第一核的产生和寿命。第一个核心的发展之前,原恒星形成的高金属丰度云,而没有(明显的)第一个核心出现在低金属丰度云。第一个核心演化成一个螺旋形的拱星盘,有效地向外传递角动量,抑制了频繁的碎裂。在金属丰度较低的云中,较高的质量吸积率在很短的时间内增加了盘的表面密度,使盘对自引力不稳定,并引起剧烈的碎裂。
2015-02-06 astro-ph.SR
Metals, dust and the cosmic microwave background: fragmentation of high-redshift star-forming clouds
研究了宇宙微波背景(CMB)辐射场对星前云坍缩的影响。使用半解析模型跟踪不同初始金属丰度和尘埃含量的云在不同红移下的热演化,我们自洽地研究了云碎裂时的平均Jeans质量对金属线冷却、尘埃冷却和CMB的响应。在没有尘埃颗粒的情况下,当红移z < 10时,当金属丰度为10^{-4} Zsun < Z < 10^{-2.5} Zsun时,会形成中等特征质量(相当于10 s的Msun);在更高的金属丰度下,CMB抑制碎裂,只形成非常大的质量(相当于~ 100 s的Msun)。这些影响在z > 10时变得更加显著,并且碎裂质量尺度总是> Msun的100 s,与初始金属丰度无关。当尘埃颗粒存在时,亚太阳质量碎片会在任何红移(金属丰度Z > 10^{-6} Zsun)处形成,因为尘埃冷却对CMB的存在相对不敏感。当Z > 10^{-3} Zsun时,宇宙微波背景辐射在z > 5时对尘埃颗粒的加热有利于形成更大的质量,当Z > 10^{-2} Zsun且z > 10时,这些质量成为超太阳质量。最后,我们讨论了我们的结果的解释非常贫金属恒星的观测丰度模式的星系晕的影响。
2009-10-19 astro-ph.CO astro-ph.SR
The formation of low-mass stars and brown dwarfs
据估计,约60%的恒星(包括棕矮星)的质量低于0.2 Msun。目前,关于这些物体是如何形成的还没有达成共识。我将简要回顾低质量天体形成的四个主要理论:湍流碎裂、原恒星胚胎抛射、盘碎裂和星前核的光蚀。我将专注于光盘碎裂理论,并讨论它如何解决关键的观测约束,即低质量的初始质量函数,棕矮星沙漠,以及低质量恒星和棕矮星的二元统计。我将研究是否可以使用观察来区分不同的形成机制,并给出一些系统的例子,强烈支持一个特定的形成方案。最后,我将论证所有的机制都可能在低质量恒星和褐矮星的形成中发挥作用。
2013-02-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
Magnetohydrodynamic effect on first star formation: prestellar core collapse and protostar formation
最近的理论研究表明,磁场可能在宇宙中第一颗恒星的形成中起着至关重要的作用。然而,磁场对第一个恒星形成的影响还有待于很好地理解。在这项研究中,我们进行三维磁流体动力学模拟,考虑到所有相关的冷却过程和非平衡化学反应的原恒星密度,为了研究的崩溃磁化原始气体核心的自洽热演化。我们的结果表明,中心核的热演化几乎不受磁场的影响,因为磁力不阻止沿磁力线的收缩。我们还发现,磁制动提取的角动量从核心和抑制碎裂取决于初始强度的磁场。磁外流的角动量输运比磁制动的角动量输运效果差,因为磁外流只在坍缩的后期才发射。我们的研究结果表明,磁场效应成为重要的场强$B> 10^{-8}(n_{\rm H}/1\ \rm cm^{-3})^{2/3}\ \rm G$,其中$n_{\rm H}$是数密度,在崩溃阶段。最后,我们比较我们的结果与模拟使用正压近似,并确认这种近似是合理的,至少在崩溃阶段。尽管如此,热和化学过程的自洽处理对于将模拟扩展到吸积阶段至关重要,其中原恒星的辐射反馈发挥着至关重要的作用。
2021-05-07 astro-ph.GA 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
Classification of the Circumstellar Disk Evolution During the Main Accretion Phase
我们已经进行了流体动力学模拟研究的星前云的原恒星和拱星盘的形成和演化。作为初始状态,我们采用了分子云核与两个无量纲参数代表的热能和转动能。利用这些参数,我们制作了17个模型,并计算了原恒星形成后~ 10^4年的云演化。我们发现星盘系统的早期演化可以定性地分为四种模式:大质量盘模式、早期碎裂模式、晚期碎裂模式和原恒星主导模式。在大多数模型所属的“大质量盘模式”中,盘质量大于原恒星质量的时间超过10^4年,并且在拱星盘中没有发生碎裂。坍缩云显示了在“早期碎片模式”中原恒星形成之前的碎片。星周盘在“后期碎裂模式”中显示出原恒星形成后的碎裂,在这种模式中,次级恒星在碎裂后从星周盘获得大量质量,其质量与初级恒星相当。在“原恒星主导模式”中,原恒星质量迅速增加并超过了星周盘质量。这种模式只出现在初始分子云核具有相当小的转动能时。我们的结果与观测结果的比较表明,大多数的原恒星有一个相当大的磁盘在主要吸积阶段:拱星盘的质量是可比的,或更大的质量比原恒星。预计这样一个巨大的盘在随后的演化阶段通过引力不稳定性促进气体巨星的形成。
2011-05-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Star Formation in Relic HII Regions of the First Stars: Binarity and Outflow Driving
利用磁流体动力学模拟方法研究了第一批恒星遗留的HII区的恒星形成过程,模拟采用了嵌套网格方法,覆盖了空间尺度上的10个数量级和密度对比度上的20个数量级。由于H_2和HD分子所占的比例较大,其星前热演化与第一恒星形成时有很大的不同。为了反映这种差异,两个流体静力学核心以嵌套的方式出现:一个原恒星被一个短暂的流体静力学核心包围,它出现在星前坍缩期间。如果最初的出生核以旋转与重力能量比β_0 > 0.01-0.1的速率快速旋转,则瞬态流体静力核碎裂成密度为\sim 10^9 cm^-3的\sim 10 M_ \odot子核。当自转能量较小时,在密度较高时会发生碎裂,而当自转速度极慢且β_0 < 10^-6 - 10 ^-5时,则会形成一颗没有碎裂的原恒星。当存在磁场时,由于磁场破缺引起的角动量输运,β_0的阈值升高。磁场也驱动原恒星外流。在强磁场下,观测到两种不同的外流:较慢的一种来自瞬态流体静力核心,而较快的一种来自原恒星。这些流动可能通过喷射初始核中的部分物质而影响最终的恒星质量,也可能在年轻星系中起着驱动和维持星际湍流的作用。
2009-09-07 astro-ph.CO astro-ph.SR
Recent Developments in Simulations of Low-mass Star Formation
在恒星形成区,我们可以观察到不同演化阶段的各种物体和现象,如分子云、原恒星喷流和外流、星周盘和原恒星。然而,直接观察恒星形成过程本身是困难的,因为它被致密的下降包层所掩盖。数值模拟可以揭示坍缩气体云中的恒星形成过程。最近,一些研究表明原恒星是从星前核心阶段形成的,在这个阶段,分子云和原恒星都有足够的空间分辨率。这些模拟显示了碎裂和双星的形成,外流和喷流驱动,以及坍缩气体云中的星周盘的形成。此外,还研究了恒星形成过程中磁场的角动量转移和耗散过程。在本文中,我简要回顾了最近的发展,在低质量恒星形成的数值模拟。
2010-08-05 astro-ph.SR
The Herschel view of the dense core population in the Ophiuchus molecular cloud
赫歇尔对古尔德带附近云层的观测支持了低质量恒星形成的范例,从分子细丝的产生开始,然后是细丝碎片,质量集中到自引力的星前核心。利用赫歇尔空间天文台独特的远红外和亚毫米连续成像能力,在70 $μm$到500 $μm$的五个波长上绘制了附近蛇夫座云(d = 139 pc)的地图,目的是提供该地区致密核心的完整普查,包括未结合的无星核心,结合的星前核心和原恒星核心。利用Herschel数据的高动态范围和多波长特性,我们使用多尺度分解算法getsources和getfilaments来识别云中密集核心和细丝的完整样本并研究它们的特性。蛇夫座复合体L1688和L1689的密质云由于其年轻天体(YSO)的空间分布而被间接描述为密质区,但已被证实是密质结构占主导地位。在L1688和L1689中观察到的星前核心和星状结构之间的紧密相关性支持了太阳型恒星形成主要发生在致密细丝中的观点。虽然复杂的子云显示差异,L1689在形成恒星方面的效率低于L1688,但考虑到它们的总质量预算,这两个子云在致密分子气体中的星前核心形成效率几乎相同。我们还发现了赫歇尔数据中的证据,一个显着的同心几何配置在L1688,这是占主导地位的三个弧形压缩前,并推测产生的冲击波事件从天蝎座OB2协会,包括邻近的大质量(O9 V)恒星$σ$天蝎座。
2020-01-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Fragmentation of star-forming filaments in the X-shape Nebula of the California molecular cloud
致密的分子丝是恒星形成过程的核心,但它们分裂成星前核心的详细方式尚未得到很好的理解。在这里,我们研究了加利福尼亚MC的X形星云区域的几个恒星形成细丝的碎裂性质和动力学状态,试图揭示这个问题。我们使用多波长的远红外图像从赫歇尔和getsources和getfilaments提取方法来识别致密的核心和细丝,并推导出它们的基本属性。我们还利用SMT 10米亚毫米望远镜的$\rm ^{13}CO (2-1)$辐射图来约束灯丝的动力学状态。我们确定了10个细丝,以及57个致密的核心。两个形成恒星的丝状体(8号和10号)非常突出,因为它们具有准周期性的致密核链,典型的投影核间距为$\sim$ 0.15 pc。这两个细丝具有热超临界线质量并且不是静态的。8号细丝具有明显的横向速度梯度,表明它是从母云气藏中吸积而来的。在这两种情况下,所观察到的(投影)核心间距是类似的细丝宽度和显着短于典型的分离$\sim \,$ 4倍的细丝宽度预测的经典圆柱破碎理论。我们认为,连续吸积的气体到两个恒星形成的细丝,以及几何弯曲的细丝,可以解释所观察到的核心间距。我们的研究结果表明,分子丝的特征碎片长度尺度是相当敏感的外部扰动从母云,如周围物质的引力吸积。
2020-08-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA-IMF XX: Core fragmentation in the W51 high-mass star-forming region
本研究利用ALMA长基线与短基线观测,识别W51区域核碎裂,发现大质量核容纳更多前/原恒星天体,且热金斯质量不足以解释碎块质量,未碎裂核更大、更轻、更稀疏。
2025-09-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Super-Jeans Fragmentation and Supply-Limited Accretion: Environment-Dependent Co-Evolution of Low- and High-Mass Cores
Xiamen University(厦门大学);Yunnan University(云南大学);The University of Tokyo(东京大学)
研究高质量恒星形成区域中原恒星核心形成与生长,分析839个核心质量,发现质量比例关系及基尼系数变化,提出环境依赖碎片化图景,表明非平稳密度调节碎片化和供应受限吸积驱动核心星团协同演化。
2026-07-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
Protostellar discs formed from turbulent cores
我们调查的崩溃和破碎的低质量,trans-sonically湍流星前核心,使用SPH模拟。初始条件是稍超临界的Bonnor-Ebert球,它们具有相同的密度分布、相同的质量(M_O=6.1 Msun)和相同的半径(R_O= 17,000 AU),但具有不同的初始湍流速度场。已经产生了400个紊流速度场,所有这些都按比例缩放,使得平均马赫数为M=1。然后,这些子集,有一个范围内的净角动量,j,已经演变。这些湍流核心的演化与j没有很强的相关性。相反,由于会聚的湍流形成了对流结构,从而缓和了湍流核心的演化。大部分(~ 82%)的原恒星是由湍流核心形成的,其中有原恒星吸积盘,但只有很小一部分(~16%)的吸积盘足够冷,并扩展到发展非线性引力不稳定性和碎片。
2009-08-17 astro-ph.GA astro-ph.SR
Synthetic observations of first hydrostatic cores in collapsing low-mass dense cores. I. Spectral energy distributions and evolutionary sequence
低质量恒星形成演化序列从观测和理论考虑都是相对明确的。第一个流体静力核心是第一个在恒星形成过程中形成的原恒星平衡天体。使用国家的最先进的辐射磁流体动力学三维自适应网格细化计算,我们的目标是提供预测的尘埃连续排放的第一流体静力学核心。我们用RAMSES程序研究了磁化的一个太阳质量的星前致密核的坍缩和碎裂以及第一流体静力核的形成和演化。我们使用三种不同的磁化水平的初始条件,其中涵盖了大量的早期进化形态,例如,盘或伪盘的形成、外流发射和碎裂。我们使用三维辐射转移程序RADMC-3D对动力学计算进行后处理。我们计算光谱能量分布和通常的进化阶段指标,如热光度和温度。我们发现,第一流体静力学核心的寿命强烈依赖于初始磁化水平的父致密的核心。我们推导出,第一次,光谱能量分布演化序列从高分辨率辐射磁流体动力学计算。我们表明,在一定条件下,第一流体静力学核心可以确定从尘埃连续排放在24微米和70微米。我们还表明,单谱能量分布不能帮助区分第一流体静力学核心的形成情景,即,磁化模型和非磁化模型之间的差异光谱能量分布是第一个有用的和直接的方式来瞄准第一个流体静力学核心候选人,但高分辨率的干涉测量是绝对需要的,以确定所观察到的源的演变阶段。
2012-07-13 astro-ph.SR
Formation of Jupiter-Mass Binary Objects through photoerosion of fragmenting cores
本文提出大质量恒星Lyman连续谱辐射对原恒星核的光致侵蚀理论,解释了ONC中木星质量双星天体的形成机制,认为其质量与宽间距特征源于核心碎裂后的光致侵蚀及动力学迁移。
2024-10-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
A ram-pressure threshold for star formation
在湍流碎裂中,恒星的形成发生在汇聚流产生的凝聚中。凝聚体必须有足够的质量、密度和温度,才能在引力作用下不稳定,因此它们开始收缩; { \it和}它们必须以足够快的速度辐射出热能,以使自引力保持主导地位,从而继续收缩。对于局部恒星形成云的金属丰度和温度,只有当气体与尘埃热耦合时,第二个要求才能得到有力的满足,因为这提供了在连续谱的整个带宽上辐射的能力,而不仅仅是在几个离散的谱线中。这就转化为恒星形成的临界值,可以写成最小冲压压力Pcrit ~ 4 10^-11达因。Pcrit与温度无关,对应于分子氢数密度nH 2和速度v满足nH 2 v^2 > 800 cm^-3(km/s)^2的流动。这又对应于恒星形成活跃时的最小分子氢柱密度,NH 2 crit ~ 4 10^21 cm^-2(SIGMAcrit ~ 100 MSun pc^-2),以及最小视消光AVcrit ~ 9。当刚好超过这个阈值时(这是局部恒星形成区的最佳点),恒星形成暗条的特征直径和线密度分别为2 Rfil ~ 0.1 pc和mufil ~ 13 MSun pc^-2。由这种暗条凝聚而成的星前核的特征直径和质量为2 Rcore ~ 0.1pc,Mcore ~ MSun。我们还表明,破碎的冲击压缩层可能会开始,而创建层的收敛流仍在进行中,我们强调,在这种情况下,现象和特征尺度的层的碎片是从根本上不同于传统的预先存在的层。
2016-05-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
ATOMS: ALMA Three-millimeter Observations of Massive Star-forming regions -- XII: Fragmentation and multi-scale gas kinematics in protoclusters G12.42+0.50 and G19.88-0.53
我们提出了新的连续谱和分子线数据从ALMA三毫米观测大质量恒星形成区(ATOMS)调查的两个原星团,G12.42+0.50和G19.88-0.53。3毫米的连续谱图显示,在两个全球收缩的原星团中,每个原星团都有7个核心。这些核心满足高质量恒星形成的半径质量关系和表面质量密度标准。与它们的出生团块相似,核心的维里分析表明它们正在经历引力坍缩($\rm α_{vir} << 2$)。团核心规模的碎片化的调查和衍生的核心质量和分离被发现是一致的热金斯碎裂。我们检测到大规模的对流结构与速度梯度和多个流出在这两个地区。H $^{13}$ CO $^{+}$图谱的树状图分析鉴定了几个分支和叶结构,其大小分别为$\sim$ 0.1和0.03 pc。由分支结构显示的超音速气体运动与Larson幂律一致,表明在该空间尺度下的气体运动学是由湍流驱动的。在空间尺度为$\sim$ 0.1 pc时,可以看到向跨音速/亚音速气体运动的过渡,表明湍流的消散。与此一致,叶片结构揭示了气体运动偏离拉森定律的斜率。从大尺度会聚的暗条到坍缩的核心,G12.42+0.50和G19.88-0.53的气体动力学表现出湍流和引力的尺度依赖性,这两种驱动机制的结合需要被用来解释原星团中大质量恒星的形成。
2022-08-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
The ALMA Survey of Star Formation and Evolution in Massive Protoclusters with Blue Profiles (ASSEMBLE): Core Growth, Cluster Contraction, and Primordial Mass Segregation
ASSEMBLE利用ALMA观测11个大质量下落团块,通过248个致密核揭示核增长、星团收缩及原初质量分层。
2023-09-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Variable protostellar accretion with episodic bursts
我们提出了最新的发展盘引力不稳定性和碎裂模型,最初介绍了我们解释情节吸积爆发的早期阶段的恒星形成。利用改进的星盘热平衡和星盘相互作用的数值流体力学模型,我们计算了星前核引力坍缩形成的原恒星盘的演化。与我们以前的研究一致,我们发现,更高的初始质量和角动量的核心产生的磁盘,更有利于引力不稳定性和碎片,而更高的背景辐射和磁场缓和磁盘碎片的倾向。在我们的模型中的原恒星吸积是时变的,由于不同的螺旋模式之间的非线性相互作用的引力不稳定盘,并可以经历情节爆发时,碎片迁移到恒星由于与其他碎片或螺旋臂的引力相互作用。大多数爆发发生在部分嵌入的I类相位,一小部分发生在深度嵌入的0类相位和一些可能的爆发在光学可见的II类相位。平均爆发持续时间和平均光度的发现是在很好的协议与FU-Orionis型喷发的观测推断。该模型预测存在两种类型的爆发:孤立的爆发,表现出定义明确的光度峰值,它们被长时间(约10^4年)的静止吸积分开,而聚集的爆发,表明在短短几百年内一个接一个地发生了几次爆发。最后,我们估计40%~ 70%的恒星形成核在形成星盘系统后会出现爆发。
2015-03-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Protostar Formation in Supersonic Flows: Growth and Collapse of Spherical Cores
我们提出了一个统一的模型,分子核心的形成和演变,基于收敛,超音速流的数值模拟。我们的模型适用于大尺度湍流主导的GMC中的恒星形成,包括四个主要阶段:核心建设,核心崩溃,信封下降,和后期吸积。在构造阶段,核心由密集的激波后气体形成,随着时间的推移,随着质量的增长,核心变得越来越集中分层。当定义核心边界的激波半径超过$R\approx 4 a (4πG ρ_{mean})^{-1/2}$(其中$a$是等温声速)时,坍缩波从边缘传播到中心。在建筑和坍塌阶段,密度分布可以用Bonnor-Ebert分布拟合,温度为真实值的1.2 - 2.9倍。正如先前发现的初始静态平衡,由外向内的崩溃导致拉尔森-潘斯顿密度分布$ρ\approx 8.86 a^2/(4 πG r^2)$。第三阶段,由引力稀疏的内-外波组成,导致$ρ\propto r^{-3/2}$,$v\propto r^{-1/2}$,也类似于舒最初描述的初始静态球体。我们发现,崩溃和陷落阶段具有可比的持续时间,$\sim t_{ff}$,与观测到的星前和原恒星(0/I类)核心的估计一致。核心构建需要更长的时间,但直到崩溃前不久才产生高对比度的对象。随着来流马赫数的增加,达到堆芯坍塌的时间和坍塌时的堆芯质量减小。在所有情况下,早期的吸积速率都是$\gg a^3/G$,但会急剧下降;最终的系统质量取决于后期吸积的持续时间,这是由云中的大尺度…
2009-04-22 astro-ph.SR
Gravitoviscous protoplanetary disks with a dust component. I. The importance of the inner sub-au region
在坍缩云核的全球数值模拟中,星周盘的中心区域很难解决,但它对整个盘的演化影响很大。我们使用数值流体动力学模拟模型的长期演变的自引力和粘性拱盘在薄盘限制。模拟从0.5 ~ $M_\odot$星前核的引力坍缩开始,考虑了气体和尘埃两个子系统,包括尘埃生长模型。磁盘内部未解析的1.0 AU被替换为中央“智能”单元(CSC)-一个简化的模型,模拟可能发生在该区域的物理过程。我们发现,通过CSC的质量输运率有一个明显的影响,整个磁盘的演变。模型与缓慢的质量传输形成更大的和温暖的磁盘,他们更容易受到重力不稳定性和碎片,包括一个新确定的幕式模式的磁盘碎片在金牛座T阶段的磁盘演化。通过CSC缓慢的质量传输模式的特点是在早期的演化中出现了幕式的吸积和光度爆发,而快速传输模式的特点是吸积率稳步下降,振幅低闪烁。尘埃增长到一个更大的,分米大小的慢传输模型,并有效地漂移在CSC,在那里它积累达到极限时,流不稳定成为操作。我们认为,引力不稳定性,连同流动不稳定性可能在内部磁盘区域的操作,构成两个并发的行星形成机制,这可能解释所观察到的多样性的系外行星轨道(节略)。
2019-08-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Twin Jets and Close Binary Formation
利用三维电阻磁流体动力学模拟研究了密近双星系统的形成。从星前云开始,计算了直到原恒星形成后约400年的云演化。碎片发生在引力坍缩的云和两个碎片演变成原恒星。原恒星相互环绕,形成原双星系统。一个广角的低速外流出现从环绕双星流,包围两个原恒星,而每个原恒星的情节驱动高速喷流。因此,这两个高速射流被低速环双星外流所包围。喷射速度超过$\gtrsim 100 km s^{-1}$。虽然喷流具有准直结构,但由于双星轨道运动,它们在小尺度上向后摆动,在大尺度上纠缠。在每颗原恒星周围也会出现一个拱星盘。在主吸积相早期,双星轨道复杂,双星分离在$<30$ au范围内。第一次,最近用大型望远镜观察到的原双星系统的所有特征都在数值模拟中重现。
2020-06-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Gravity drives the evolution of infrared dark hubs: JVLA observations of SDC13
最近,星际细丝的会聚网络(即枢纽)与星团和大质量恒星的形成有关。目标是在高角分辨率下研究SDC 13中心的运动学和密度结构,以确定是什么驱动其演化和碎裂。我们已经绘制了SDC 13,一个1000 Msun的红外暗枢纽,在NH3(1,1)和NH3(2,2)发射线,JVLA和GBT都下降到0.07pc。所有四个中心灯丝的单位长度质量都是热超临界的,这与沿着它们存在数十个引力束缚的核心是一致的。这些核心表现出0.37 +/- 0.16 pc的规则分离,表明沿着这些超临界细丝运行的引力不稳定性是造成它们碎裂的原因。所观察到的致密气体速度分散向无星核心的局部增加被认为是这样的碎裂过程的结果。正如预期的那样,我们看到在细丝碎裂的早期阶段,速度梯度峰值朝向63%的核心。最大质量的核心位于细丝连接处,那里的速度分散最大。我们将其解释为轮毂形态在轮毂中心附近产生最大加速度梯度的结果。我们提出了一个方案的SDC 13枢纽的发展,其中细丝首先形成后激波结构在超音速湍流。然后重力接管并开始塑造枢纽的演变,既分裂细丝又将气体拉向重力井的中心。通过这样做,在局部(核心)和全局(枢纽中心)势阱最小值中,引力能被转换为动能。此外,在细丝连接处产生更大的重力加速度梯度,促进了更大质量核心的形成。[删节]
2018-01-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Origin of Massive Stars: The Inertial-Inflow Model
我们解决了大质量恒星的起源问题,即创造它们的质量流的起源,路径和时间尺度。基于大量的数值模拟,我们提出了一个方案,大质量恒星组装的大规模,收敛,惯性流,自然发生在超音速湍流。我们把这种恒星形成的情景称为“惯性流入模型”。这个模型直接源于这样一种观点,即恒星的质量分布主要是湍流碎裂的结果。在这一假设下,湍流的统计特性决定了星前核的形成时间尺度和质量,对大质量恒星的形成机制提出了明确的约束。我们量化这样的约束条件的分析模拟超新星驱动的湍流在一个250 pc的区域的星际介质,描述了数百个大质量恒星的形成超过一个时间约30万年。由于我们的统计样本量很大,我们可以充满信心地说,大质量恒星一般不是由大质量核心的坍缩形成的,也不是由竞争吸积形成的,因为这两种模型都与数值结果不相容。我们还计算了合成连续观测的Herschel和ALMA带。我们发现,根据所观察到的区域的距离,核心质量的基础上常用的方法估计可能会超过实际的核心质量的两个数量级,估计和实际的核心质量之间基本上没有相关性。
2020-07-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation Process of the Circumstellar Disk: Long-term Simulations in the Main Accretion Phase of Star Formation
利用三维流体动力学模拟研究了从星前核到主吸积阶段结束的未磁化分子云中星周盘的形成和演化。在坍缩云中,第一个(绝热)核心的大小约为10天文单位,在原恒星形成之前形成。在其形成时,第一核心具有厚的盘状结构,并且主要由热压力支撑。原恒星形成后,其厚度逐渐减小,并受到离心力的支撑。我们发现第一个核心是星周盘的前身。这表明星周盘形成于原恒星形成之前,大小约为10天文单位,这意味着不存在小于10天文单位的原行星盘。根据坍缩气体的热力学,在原恒星形成时期,星周盘的质量约为0.01-0.1太阳质量,而原恒星的质量约为10^-3太阳质量。因此,在原恒星形成后,星周盘的质量大约是原恒星的10-100倍。即使在持续约10^5年的主吸积阶段,星周盘的质量仍占原恒星质量的主导地位。这样一个巨大的盘是不稳定的引力不稳定性,并倾向于显示碎片。我们的计算表明,行星或棕矮星质量的物体可能形成在拱星盘的主要吸积阶段。此外,原恒星的质量吸积率显示出强烈的时间变化,这是由原行星和/或旋臂的扰动所造成的。这种变化提供了一个有用的签名检测行星大小的同伴在拱盘周围非常年轻的原恒星。
2010-01-09 astro-ph.SR
The nonisothermal stage of magnetic star formation. II. Results
在以前的论文中,我们制定的问题的形成和演变的碎片(或核心)的磁支持,自引力分子云的轴对称几何形状,占双极扩散和欧姆耗散,晶粒化学和动力学,和辐射转移的影响。在这里,我们展示了恒星形成模拟的结果,这些模拟准确地跟踪了密度超过11个数量级(从300 cm^-3到\approx 10 ^14 cm^-3)的原恒星碎片的演化,即,从早期的双极扩散-引发的碎裂阶段,通过磁超临界,动态收缩阶段和随后的磁去耦阶段,形成一个接近流体静力平衡的原恒星核心。正如Fiedler和Mouschovias(1993)所发现的,引力驱动的双极扩散导致了磁超临界核心的形成和随后的动态收缩。此外,我们还发现双极扩散(而非欧姆耗散)导致了除电子之外的所有物质与磁场的去耦,其密度为\approx 3 x 10^12 cm^-3。磁退耦先于中心恒星物体的形成,并最终在流体静力学核心之外产生磁通量的集中(“磁墙”)-Tennis和Mouschovias(2005 a,b)通过不同的方法也发现了这一点。在欧姆耗散变得比双极扩散更重要的密度(\gtrsim 7 x 10^12 cm^-3)大致相同的情况下,颗粒携带大部分电荷以及电流。星前核在半径约10天文单位的范围内仍保持盘状,其中热压力变得重要。恒星形成的磁通量问题至少在强磁性新生恒星的演化阶段得到解决,即,中心密度为\approx 10 ^14 cm^-3。流体静力核的…
2010-03-13 astro-ph.SR
Magnetized interstellar molecular clouds - III. Filament Collisions and Core Formation: Insights into Substructures and Evolution
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台);University of California at Berkeley(加州大学伯克利分校)
通过理想磁流体动力学模拟,研究分子云中丝状结构形成与碎裂,发现亚临界子纤维碰撞合并是前恒星核形成的关键机制,并可能影响双星形成。
2026-09-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dynamical Gaseous Rings in Global Simulations of Protoplanetary Disk Formation
在薄盘极限下对原行星盘的形成和演化进行了全球数值模拟,模型包括磁分层盘结构、云核入地的自洽处理以及尽可能小的内计算边界。我们比较了一个分层的磁盘与一个完全磁活性磁盘的演变。我们还研究了如何演变取决于分层磁盘模型的参数-MRI触发温度和活动层厚度-以及星前云核的质量。利用参数的规范值,在磁性分层盘的内部$\approx$ 15 au区域内形成死区。死区不是一个均匀的结构和长期的,轴对称的,气体环普遍形成在这个区域内,由于粘性扭矩的作用。环在磁盘环境中表现出显着的对比度相比,一个完全的磁活性磁盘,其特征在于高表面密度和低有效粘度。在死区区域可以同时形成多个气体环,这些气体环是高度动态的,并且表现出复杂的、与时间相关的行为,例如向内迁移、涡旋、引力不稳定性和大尺度螺旋波。MRI触发温度的增加只有边际效应,而活动层厚度以及初始云核质量的变化对内盘的结构和演化有显着影响。具有大碎裂势垒的尘埃可能被捕获在环中,这可能在行星形成中起关键作用。
2019-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnetic Fields in Massive Star-forming Regions (MagMaR). V. The Magnetic Field at the Onset of High-mass Star Formation
本研究利用ALMA观测分析大质量恒星形成核G11.92 MM2的磁场与碎裂,发现其可能正经历失控坍缩,双星或由核碎裂或盘碎裂形成,磁场在小尺度影响双星性质。
2024-12-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA Fragmented Source Catalogue in Orion (FraSCO) I. Outflow interaction within an embedded cluster in OMC-2/FIR3, FIR4, and FIR5
我们提出了一个高角分辨率($\sim1"$)和宽场($2'.9 \times 1'.9$)图像的1.3毫米连续,CO($J$ = 2--1)线,和SiO($J$ = 5--4)线发射到一个嵌入的原星团,FIR 3,FIR 4,FIR 5,在猎户座分子云2从阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)获得。我们确定了51个连续源,其中36个是在这项研究中新发现的。它们的尘埃质量、投影大小和$\mathrm{H_2}$气体数密度估计分别为$3.8 \times 10^{-5}$ - $ 1.1 \times 10^{-2} \mathrm{M_{\odot}}$、290- 2000 au和$6.4 \times 10^{6}$ - $3.3 \times 10^{8}\,\mathrm{cm^{-3}}$。Jeans分析的结果表明,原恒星源的$\sim80\,\%$和星前源的$\sim15\,\%$是引力束缚的。我们确定了12个分子流出跟踪CO($J$ = 2- 1)的排放,其中6个是新检测到的。我们首次在空间上分辨了由SiO($J$ = 5- 4)发射跟踪的该区域的激波气体结构。我们确定了冲击气体起源于外流和其他冲击区域。这些结果提供了直接的证据之间的相互作用的尘埃凝结,FIR 4,和一个充满活力的外流驱动的HOPS-370位于FIR 3。外流动力学时间尺度,碎片时间尺度和原恒星年龄的比…
2022-11-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Decaying turbulence in molecular clouds: how does it affect filament networks and star formation?
本文使用AREPO代码模拟分子云,研究衰减湍流模式和位力比对演化、丝状网络及恒星形成的影响,发现压缩模式促进早期恒星形成,过束缚云产生更多丝状结构且汇聚枢纽利于恒星形成。
2024-03-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dust Growth in Evolving Filamentary Molecular Clouds: Signatures in Ionization, Resistivity, and Infrared Scattering
Kagoshima University(鹿儿岛大学);Kyushu Sangyo University(九州产业大学);Konan University(神户学院大学)
本研究通过沿磁流体模拟的密度和磁场历史进行尘埃演化计算,发现磁场延迟坍缩促进尘埃增长,影响电离、电阻率及红外散射,揭示磁控时标是连接这些过程的关键。
2026-09-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
The initial conditions for young massive cluster formation in the Galactic Centre: convergence of large-scale gas flows
年轻大质量星团(YMC)是具有重要科学意义的紧凑($\lesssim$ 1 pc)、高质量(>10 ${}^4$ M ${}_{\odot}$)恒星系统。由于它们的稀有性和快速形成,我们在恒星形成开始之前很少有YMC祖先气体云的例子。因此,YMC形成所需的初始条件是不确定的。我们目前的高分辨率(0.13 $^{\prime\prime}$,$\sim$ 1000 au)ALMA观测和Mopra单碟数据,表明银河系中心尘埃脊'云d'(G0.412 $+$ 0.052,质量$\sim 7.6 \times 10^4$ M $_{\odot}$,半径$\sim 3.2$ pc)有可能成为拱门一样的YMC(10 $^4$ M $_{\odot}$,r $\sim$ 1 pc),但尚未形成恒星。这意味着它是已知最年轻的恒星形成前的大质量星团,因此可能是研究YMC形成的初始条件的理想实验室。我们发现96个来源的尘埃连续体,质量$\lesssim$ 3 M $_{\odot}$和半径$\sim$ 10 ${}^3$ au。源质量和分离更符合热而不是湍流碎裂。由于维里参数估计的不确定性很大,因此不可能明确地确定大多数源的动态状态。我们发现了大规模($\sim$ 1 pc)会聚气流的证据,这可能导致云迅速增长,在10 $^5$年内获得10 $^4$ M $_{\odot}$。最高密度的气体被发现在收…
2022-05-16 astro-ph.GA astro-ph.SR