在星前核坍塌计算中计算分子和颗粒丰度和非理想MHD折射率的化学解算器

恒星形成模拟中非理想磁流体动力学效应建模的快速鲁棒方案

A fast and robust recipe for modeling non-ideal MHD effects in star-formation simulations

针对恒星形成模拟中非理想MHD效应研究的数值挑战，提出基于物理动机的经验近似方法，通过多变量插值函数预测电离分数并计算电阻率，无需化学网络，计算速度提升100-1000倍，适用于pc尺度分子云模拟。

Can we observe the ion-neutral drift velocity in prestellar cores?

Given the low ionization fraction of molecular clouds, ambipolar diffusion is thought to be an integral process in star formation. However, chemical and radiative-transfer effects, observational challenges, and the fact that the ion-neutral drift velocity is inherently very small render a definite detection of ambipolar diffusion extremely non-trivial. Here, we study the ion-neutral drift velocity in a suite of chemodynamical, non-ideal magnetohydrodynamic (MHD), two-dimensional axisymmetric simulations of prestellar cores where we alter the temperature, cosmic-ray ionization rate, visual exti…

星前大质量、湍流和磁化正压核的坍缩、流出和碎裂

Collapse, outflows and fragmentation of massive, turbulent and magnetized prestellar barotropic cores

恒星，特别是大质量恒星，对星系的演化有着巨大的影响。然而，它们形成和崩溃的条件仍然没有完全理解。特别是，磁场对大质量团块坍缩的影响相对未被探索，因此在大质量恒星形成的背景下，研究其影响具有重要意义。我们进行高分辨率，MHD模拟崩溃的数百个太阳质量，湍流和磁化云，使用自适应网格加密代码RAMSES。我们计算了坍缩核内的质量分布、磁场和角动量等各种物理量，并研究了坍缩过程中的幕式外流和碎裂。磁场对云的演化有很大的影响。我们发现，磁制动是能够大大减少在坍缩云的内部部分的角动量。快速和间歇性的外流正在以3-5 km/s $^{-1}$的典型速度发射，尽管最高速度可高达30-40 km/s $^{-1}$。与流体动力云相比，几个物体的碎片在基本磁化云中减少了1.5-2倍。我们的结论是，磁场有一个显着的影响，大规模的团块的演变。结合辐射，磁场在很大程度上决定了大质量核心坍缩的结果。我们强调，MHD崩溃的数值收敛是一个具有挑战性的问题。特别是，数值扩散在高密度下似乎很重要，因此可能导致对碎片数量的高估。

Fast methods for tracking grain coagulation and ionization. III. Protostellar collapse with non-ideal MHD

Dust grains influence many aspects of star formation, including planet formation, opacities for radiative transfer, chemistry, and the magnetic field via Ohmic, Hall, and ambipolar diffusion. The size distribution of the dust grains is the primary characteristic influencing all these aspects. Grain size increases by coagulation throughout the star formation process. We describe here numerical simulations of protostellar collapse using methods described in earlier papers of this series. We compute the evolution of the grain size distribution from coagulation and the non-ideal magnetohydrodynami…

Protoplanetary disk formation from the collapse of a prestellar core

While it is generally accepted that the magnetic field and its non-ideal effects play important roles during the stellar formation, simple models of pure hydrodynamics and angular momentum conservation are still widely employed in the studies of disk assemblage in the framework of the so-called "alpha-disk" model due to their simplicity. There has only been a few efforts trying to bridge the gap between a collapsing prestellar core and a developed disk. The goal of the present work is to revisit the assemblage of the protoplanetary disk (PPD), by performing 3D MHD simulations with ambipolar di…

多尺度、理想磁流体动力学模拟中磁临界前恒星核形成大尺度星周盘

Formation of Large Circumstellar Discs in Multi-scale, ideal-MHD Simulations of Magnetically Critical Pre-stellar Cores

本研究通过理想磁流体动力学模拟发现，湍流可降低磁制动效应约一个数量级，使磁临界或近临界大质量核也能形成大型开普勒星周盘，并揭示了普适的B-ρ关系。

第一流体静力学核阶段中的尘埃颗粒生长及其化学影响

Grain growth and its chemical impact in the first hydrostatic core phase

本研究通过RAMSES非理想MHD模拟结合NAUTILUS与SHARK后处理，发现FHSC化学主要继承前恒星核，颗粒生长在中等密度区延迟分子耗竭，可由丰度比示踪。

磁化原恒星核坍缩过程中的盘形成

Disk formation during collapse of magnetized protostellar cores

在恒星和行星形成的背景下，了解盘的形成是至关重要的。先前的研究发现，磁场对星前云的坍缩有很强的影响，特别是在可能抑制盘的形成，即使是相对温和的磁场强度值。由于观测推断核心具有相当大的磁化强度，这就提出了磁盘如何形成的问题。然而，大多数研究仅限于磁场和旋转轴之间的初始角度$α$等于0 $^\circ$的情况。我们探讨和分析了非对齐配置对磁盘形成的影响。我们进行了三维理想MHD，AMR数值模拟的不同值的$μ$，质量与通量的临界质量与通量的比率，和各种值的$α$。我们发现，随着$α$从0增加到90 $^\circ$，盘更容易形成。我们提出，随着磁化伪盘随着$α$的增加而变厚，磁制动效率降低。我们还发现，即使是很小的$α$值（$\simeq$ 10-20 $^\circ$）也显示出与aligned病例的显著差异。在理想磁流体力学的框架内，对于我们选择的初始条件，如果磁场和旋转轴垂直，则当$μ$小于$\simeq$ 3时，离心支撑盘不能形成，当它们完全对齐时，$μ$小于约$\simeq$ 5-10。

二维非旋转磁化等温环面的电阻性坍缩：伪盘的 formation

Resistive Collapse of 2D Non-rotating Magnetized Isothermal Toroids: Formation of Pseudodisks

本研究通过显式非理想磁流体模拟，发现磁化环面坍缩中伪盘形成普遍存在，其质量增长速率与磁化参数相关，磁扩散显著影响伪盘结构及激波特征。

Chemical evolution during the formation of a protoplanetary disk

(Abridged) The aim of this study is to investigate the chemical evolution from the prestellar phase to the formation of the disk, and to determine the impact that the chemical composition of the cold and dense core has on the final composition of the disk. We performed 3D nonideal magneto-hydrodynamic (MHD) simulations of a dense core collapse using the adaptive-mesh-refinement RAMSES code. For each particle ending in the young rotationally supported disk, we ran chemical simulations with the three-phase gas-grain chemistry code Nautilus. Two different sets of initial abundances, which are cha…

星际云偏振尘埃发射的预测：辐射力矩排列效率的空间变化

Predictions of polarized dust emission from interstellar clouds: spatial variations in the efficiency of radiative torque alignment

极化携带着星际云中磁场的信息。利用偏振尘埃辐射观测研究了磁场在分子云演化和恒星形成初期的作用。我们研究了现实模拟的粮食对齐，假设辐射扭矩是旋转的粮食的主要机制。其目的是研究作为云位置的函数的晶粒排列的效率，并研究这些空间变化的可观察到的后果。我们的结果是基于MHD模拟模型云的分析。用蒙特卡罗方法求解连续辐射转移问题，估算了粉尘发射的三维分布和影响晶粒取向的辐射场强。我们还研究了在核心的晶粒生长的影响。我们能够使用Cho和Lazarian的假设重现他们的结果。然而，即使在1D的情况下，各向异性因子低于他们的假设$γ= 0.7$，因此，我们得到更有效的辐射扭矩。与我们以前的论文相比，偏振度与强度的关系是陡峭的，因为在致密的核心内的效率较低的晶粒排列。在没有晶粒生长的情况下，磁芯的磁场在几个$A_{\rm V}$以上恢复得很差。如果核心中的颗粒尺寸加倍，尘埃发射的偏振可以跟踪磁场线，可能高达$A_{\rm V} \sim 10$量级。然而，许多星前核可能太年轻，颗粒凝聚起主要作用。包含方向相关的辐射扭矩效率削弱了对齐。即使晶粒尺寸加倍，我们也不会期望探测到$A_{\rm V}$中超过几个量级的磁场。