Long-term Evolution of Protostellar and Protoplanetary Disks. II. Layered Accretion with Infall
本文利用一维两区含时吸积盘模型研究了旋转云核坍缩过程中质量增加的原恒星盘的长期演化。我们的模型包括一个恒定的表面密度磁耦合的活动层,在非活动区域的传输和耗散,只有通过引力不稳定性。我们开始我们的模拟后,中央原恒星已经形成,包含约10%的质量的原恒星云。随后的演化取决于吸积包层的角动量。我们发现,磁盘吸积相匹配的下降率在磁盘演化的早期,因为大部分的内部磁盘是热到足以耦合到磁场。后来的下沉到达了超过10 AU的盘,并且盘在FU Ori-like事件中经历了吸积的爆发,如Zhu et al. 2009 c所述。如果最初的云核适度旋转,那么中心恒星的大部分质量都是由这些爆发事件形成的。我们的研究结果表明,原恒星的“光度问题”是缓解吸积在这些FU Ori-like爆发。在进入停止后,圆盘进入金牛座T阶段。一个外部的粘性演化盘的结构与最近的亚毫米波研究是合理的,它的表面密度从$Σ\propto R^{-1}$演化到$R^{-1.5}$。一个内部的巨大物质带--“死区”--还没有被观测到,但应该在EVLA和ALMA未来的高角分辨率观测中看到。这种高表面密度带是在圆盘磁解耦的半径处低角动量传输效率的一般结果,并且将强烈影响行星形成和迁移。
2010-03-08 astro-ph.SR
Protostellar Accretion Flows Destabilized by Magnetic Flux Redistribution
磁通量重新分布是在被磁化到现实水平的分子云的致密核心中恒星形成问题的核心。如果一个典型核心的所有磁通量都被拖进中心恒星,恒星的磁场强度将比观测值高出几个数量级。这个众所周知的“磁通量问题”原则上可以通过非理想MHD效应来解决。二维(轴对称)计算表明,双极扩散,特别是,可以传输磁通量相对于物质向外,使材料进入中心的对象,而不会拖动场线。我们通过模拟表明,这种轴对称的原恒星吸积流是不稳定的三维磁交换不稳定的方位角方向。不稳定性是由进入中心物体的物质重新分配的磁通量驱动的。它通常在恒星形成的星前阶段到原恒星质量吸积阶段的过渡期间开始发展。在后一阶段,磁通量主要通过平流向外输送,通过强磁化的低密度区域,对崩溃流入扩展。引力驱动的坍缩和磁力驱动的膨胀之间的争斗导致了一种非常规的内部吸积流,比以前想象的更无序。通过平流的磁通量的有效向外传输降低了小半径处的场强,使得磁制动效率较低并且原则上更容易形成旋转支撑盘。然而,我们在任何旋转坍缩模拟中都没有发现这种盘的证据。我们的结论是,内部的原恒星吸积流的形状在很大程度上由这种磁交换不稳定性。在这样的环境中,磁盘是如何形成的还不清楚。
2012-05-18 astro-ph.SR
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
Protostellar accretion and the cosmological lithium problem
宇宙学锂问题,即大爆炸核合成预测的锂丰度与观测到的“斯皮特高原”恒星的锂丰度之间的差异,是现代天体物理学长期存在的问题之一。一个可能的天体物理解决方案涉及锂燃烧由于原恒星质量吸积的Spite高原恒星。在目前的工作中,第一次,我们调查与准确的演化计算吸积的影响,在贫金属制度的锂演化,相关的恒星在斯皮特高原。
2020-04-16 astro-ph.GA 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
Protostellar Outflows and Radiative Feedback from Massive Stars
我们进行了辐射流体动力学模拟的超爱丁顿制度,包括他们的辐射反馈和原恒星流出的大质量恒星的形成。计算从星前的尘埃气体核心开始,一直持续到恒星停止生长。吸积结束时,核心的残余物被弹出,主要是由在极地方向的直接恒星辐射的力量和其他地方的再辐射的热红外辐射。吸积持续多久取决于是否存在原恒星外流。我们将质量流出率设置为恒星汇粒子吸积率的1%。流出物打开一个双极腔,延伸到核心的外边缘,通过该腔,热辐射很容易逃逸。辐射通量向极地方向汇集,而核心的坍缩则在赤道附近进行。外流因此扩大了“闪光效应”,或各向异性辐射场,在以前的研究中发现,从几百AU规模的拱星盘到0.1秒差距规模的核心。核心的闪光效应允许核心气体在圆盘上累积更长时间,就像圆盘的闪光效应允许圆盘气体在恒星上累积更长时间一样。因此,尽管原恒星外流带走了核心两极附近的物质,导致恒星在最初的几个自由落体时间内生长较慢,但在我们的计算中,它们也使吸积持续更长时间。外流最终导致质量稍高的恒星。
2014-12-19 astro-ph.SR
Multifluid simulations of the Magnetorotational Instability in protostellar disks
由磁旋转不稳定性(MRI)驱动的湍流运动被认为提供了一种足够强的反常粘性来解释原恒星吸积盘中观测到的吸积速率。在两篇论文的第一篇中,我们进行了大规模的,弱电离的吸积盘的三流体模拟和检查的线性和非线性发展的MRI的净通量和零净通量的情况下。本文采用多流体磁流体动力学程序HYPENDIX进行了数值研究。我们研究了非理想效应的作用,包括双极扩散,霍尔效应,和平行电阻率,在弱电离原恒星磁盘的非线性演化的MRI在该地区的霍尔效应被认为是占主导地位。我们发现,角动量输运,参数化的α参数,是通过包含在磁盘模型的参数空间中的非理想效应增强。的情况下,角动量和磁场是反平行的探讨和霍尔效应示出在这种情况下,有稳定的影响上的磁盘。
2014-03-31 astro-ph.SR
Feedback Effects on Low-Mass Star Formation
原恒星的反馈,辐射和双极流出,显着影响的碎片和质量吸积从恒星形成的核心。我们使用ORION,一个自适应网格细化重力辐射流体动力学代码,模拟一个集群的低质量恒星的形成,包括辐射转移和原恒星流出。我们进行了四次模拟,以隔离辐射反馈和外流反馈的单独影响以及两者的组合。外流减少原恒星的质量和吸积率的三个因素,因此减少原恒星的光度由一个数量级。因此,虽然辐射反馈抑制碎片,外流使原恒星辐射在很大程度上无关的低质量恒星形成以上的质量尺度为0.05 M太阳。我们发现云的初始碎片是全球牛仔裤长度的一半,约0.1 pc。由于没有足够的原恒星辐射来阻止它,这些0.1pc的核心不断分裂,通常每个核心形成10颗恒星。这些恒星的吸积速率与质量成比例,正如核心吸积模型所预测的那样,该模型包括热运动和湍流运动。我们发现,原恒星外流并没有显着影响整体云动力学,在没有磁场,由于其小的开度角和不良的耦合到致密气体。流出的气流将核心的质量减少了2/3,使核心到恒星的效率约为1/3。辐射和外流的模拟再现了观测到的原恒星光度函数。所有的模拟都能再现观测到的核心质量函数,尽管它们对望远镜分辨率很敏感。辐射和外流的模拟再现了银河IMF和两点关联函数的核心观察到的rho Oph。
2012-01-13 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
Giant protostellar flares: accretion-driven accumulation and reconnection-driven ejection of magnetic flux in protostars
原恒星耀斑是与原恒星中热等离子体形成有关的快速磁能释放事件。在以往的原恒星耀斑模型中,原恒星磁层与周围盘的相互作用在磁能的积累和释放中起着至关重要的作用。然而,目前还不清楚原恒星是否真的有磁层,因为在原恒星阶段,剧烈的盘吸积和强大的盘磁场可能会破坏磁层。考虑到这种可能性,我们调查的能量积累和释放过程中的磁层使用三维磁流体动力学模拟。我们的模拟表明,原恒星耀斑重复产生,即使在这种情况下。与磁层模型不同的是,原恒星通过吸积从盘中获得大规模的磁场来积累磁能。原恒星耀斑是由于磁重联导致原恒星的一部分大规模磁场被移除而产生的。模拟中的原恒星耀斑与观测结果一致;释放的磁能(高达$\sim 3\times 10^{38}$ erg)足以驱动观测到的耀斑,耀斑产生热喷出物。排出的磁场增强了吸积作用,因此重复了能量积累和释放过程。通过重连去除磁通量导致内部磁盘中磁场的重新分布。因此,我们认为,原恒星耀斑将在原恒星附近的磁盘磁场的演化中发挥重要作用。
2019-05-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Wind-driving protostellar accretion discs. II. Numerical method and illustrative solutions
我们继续研究被大规模磁场穿过的弱电离原恒星盘,并为离心驱动的风提供动力。有人认为,在一些原恒星系统中,这样的风至少从盘的某个部分传输了角动量的一个重要部分。我们模拟这种情况下,通过考虑径向本地化的磁盘模型,其中的问题是很好地耦合到外地和风是多余的角动量的主要仓库。我们认为固定的解决方案,其中磁扩散计数器的剪切和平流的磁力线。在Wardle & Königl中,我们分析了流体静力近似下的圆盘结构,并提出了双极扩散率制度的圆盘/风解。在Königl,Salmeron & Wardle(论文I)中,我们将流体静力学分析推广到Hall和Ohm扩散系数域,并确定了可行解出现的参数子区域。在本文中,我们测试这些结果推导出的数值解(集成通过声波临界面)的圆盘方程在霍尔域。我们确认的流体静力学分析的预测,并证明其有用的澄清行为的衍生解决方案。我们表明,解决方案可以扩展到更大的尺度(使他们也通过Alfvén临界面),通过匹配本地化的磁盘解决方案,全球风的解决方案的类型介绍了布兰德福德和佩恩。为了促进这种匹配,我们构建了一个风力解决方案库,可供社区使用。在Wardle和Königl的论文I中提出的结果和这项工作形成了一个全面的框架,用于研究原恒星和其他天体物理环境中的风驱动吸积盘。这一工具可能有助于解释观测结果,并指导对这类系统的数值模拟。
2010-06-02 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
Formation and evolution of protostellar accretion discs. II. From 3D simulation to a simple semi-analytic model of Class 0/I discs
我们使用三维辐射非理想磁流体动力学(MHD)模拟来研究年轻的原恒星盘从磁化的前星核的形成和演化。模拟涵盖了原恒星形成后的第一个${\sim}10~{\rm kyr}$,并显示了一个巨大的,弱磁化的圆盘,半径最初增长,然后在${\sim}30~{\rm au}$饱和。盘是重力不稳定的突出的大幅度螺旋臂。我们利用我们的模拟结果和一系列物理论据,从几个方面构建了0/I类原恒星盘演化的预测性和定量物理图像,包括(i)盘中角动量的重新分配,由重力不稳定性自我调节,使大部分盘边缘不稳定;(ii)盘的热剖面,很好地近似于辐射冷却和吸积加热之间的平衡;以及(iii)由非理想磁扩散调节的盘内部的磁场强度和磁制动率。利用这些物理见解,我们建立了一个简单的1D半解析模型的光盘的演变。我们表明,这个一维模型,当耦合到一个计算成本低廉的模拟周围的伪盘的演变,可以可靠地用于预测光盘的演变在0/I类阶段。预测的椎间盘尺寸的长期演变,在${\sim}30~{\rm au}$达到饱和并最终缩小,与最近对0/I类椎间盘的观察调查一致。这种层次化的光盘演化模型规避了通过0/I类阶段直接,数值收敛模拟跟踪光盘演化的计算困难。
2021-09-15 astro-ph.SR
Aluminum-26 Enrichment in the Surface of Protostellar Disks Due to Protostellar Cosmic Rays
铝-26($^{26}$ Al)的放射性衰变是行星形成早期的重要热源。自从它被发现以来,已经有几种机制被提出来将$^{26}$ Al引入原行星盘,主要是通过外部污染源。我们提出了一个本地机制,丰富的原恒星盘与$^{26}$铝通过照射的原恒星盘表面的宇宙射线加速的原恒星吸积冲击。我们计算了低质量恒星从M矮星到原太阳演化过程中,在AU内部原恒星盘表面的$^{26}$ Al富集量[ $^{26}$ Al/ $^{27}$ Al]。假设恒定的质量吸积率,$\dot{m}$,我们发现,由兆电子伏的宇宙射线的照射可以提供显着的富集盘表面上,如果宇宙射线不完全耦合到吸积流中的气体。重要的是,我们发现低吸积率,$\dot{m} < 10^{-7}$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$,能够产生规范量的$^{26}$ Al,$[^{26}{\rm Al}/^{27}{\rm Al}] \approx 5\times10^{-5}$。这些吸积率经历了从I类到II类型原恒星的过渡,当它被假定为富含钙铝的夹杂物凝聚在内盘。我们的结论是,宇宙射线质子在原恒星表面的吸积冲击加速照射内盘表面可能是产生$^{26}$ Al的一个重要机制。我们的模型表明,原恒星宇宙射线可能是一个可行的模型来解释发现的$^{26}$ Al在太阳系中的富集。
2020-07-24 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Physical properties of accretion shocks toward the Class I protostellar system Oph-IRS 44
物理过程,如吸积冲击被认为是常见的在原恒星阶段,在那里的信封组件仍然存在,他们可以释放分子从尘埃到气相,改变了原来的化学组成的磁盘。因此,吸积激波的研究对于更好地理解盘尺度的物理过程及其化学输出是必不可少的。这项工作的目的是评估吸积冲击的硫有关的物种跟踪的特点。我们目前ALMA高角分辨率观测(0.1”)的I类原恒星Oph-IRS 44。在0.87 mm处观察到连续发射,以及与硫相关的物质,例如SO、SO $_{2}$和$^{34}$ SO $_{2}$。朝向IRS 44检测到六条SO $_{2}$线、两条$^{34}$ SO $_{2}$线和一条SO线。所有谱线的发射峰值都在距离连续谱峰约0.1”(~14 au)处,并在30 au内发现了旋转-下沉运动。然而,只有红移的发射被视为50和30 AU之间。更冷,更安静的材料被认为是对一个偏移区域位于距离约400 AU的原恒星,我们没有发现证据的开普勒配置文件在这些数据。对于SO $_{2}$的高温、高密度和高速度,吸积激波是最合理的解释。当物质进入盘-包层系统时,它产生吸积冲击,增加尘埃温度并从尘埃颗粒中解吸SO $_{2}$分子。高能SO $_{2}$跃迁(~200 K)似乎是吸积冲击的最佳示踪剂,可以通过未来更高的角分辨率ALMA观测进行跟踪,并与其他物种进行比较,以评估其在将分子从尘埃释放到气相中的重要性。
2022-09-06 astro-ph.SR
Knotty protostellar jets as a signature of episodic protostellar accretion?
我们的目标是研究CARMA 7,一个年轻的0级原恒星在巨蛇座南集群,在年轻的原恒星盘的情节吸积之间的因果关系的棘手的喷气结构。我们使用数值流体动力学模拟,推导出原恒星吸积历史的引力不稳定盘周围的太阳质量的原恒星。我们比较了由原恒星上密集团块螺旋运动引起的光度爆发之间的时间间隔Δτ_mod与CARMA 7中节点之间的动力学时间尺度差异Δτ_obs。我们发现,爆发之间的时间间隔有一个双峰分布所造成的孤立和集群的光度爆发。前者的特点是爆发之间有长的静止期,Δτ_mod =几 *(10 ^3 - 10 ^4)yr,而后者则以小的群体出现,爆发之间的时间间隔Δτ_mod=几 *(10- 10 ^2)yr。对于簇状爆发,如果对相对于视线的倾角(尚不清楚)进行一定的修正,我们模型中的Δτ mod分布可以很好地拟合CARMA 7原恒星喷流中的Δτ obs分布。对模型和观测数据集进行的K-S检验表明,倾角为55-80 °的最佳拟合值,其变得更窄(75-80 °)。如果只考虑强亮度爆发的话。CARMA 7喷流中的节点的动力学时间尺度太短,无法与我们模型中孤立爆发之间的长时间间隔进行有意义的比较。在我们的模型中的光度爆发和CARMA 7喷流中的结之间的时间间隔的确切序列被发现很难匹配。(节略)
2018-01-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Sub-millimeter wavelength protostellar accretion rate monitoring with AtLAST
Max-Planck-Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理研究所);Thüringer Landessternwarte Tautenburg(图林根州陶滕堡天文台);NRC Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Centre & University of Victoria(加拿大国家研究委员会赫茨伯格天文学与天体物理学研究中心和维多利亚大学);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学卡尔·古斯塔夫·凯夫利天文学与天体物理学研究所);University of Toledo(托莱多大学);Finnish Centre for Astronomy with ESO(芬兰ESO天文学中心);NTNU(挪威科技大学)
利用亚毫米波单 Dish 望远镜监测原恒星吸积率,以研究其吸积过程的爆发式或准稳态特征。
2025-12-16 astro-ph.GA astro-ph.IM 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
Protostellar accretion in low mass metal poor stars and the cosmological lithium problem
宇宙学锂问题,即大爆炸核合成预测的锂丰度与观测到的“斯皮特高原”恒星之间的差异,是现代天体物理学长期存在的问题之一。最近的线索,一个可能的解决方案涉及锂燃烧引起的原恒星质量吸积的Spite高原恒星。本文的目的是分析原恒星吸积对低金属丰度低质量恒星的影响,重点是PMS锂的演化。我们计算了从原恒星到MS阶段的演化,最终质量为0.7和0.8 M $_\odot$,三种金属丰度Z=0.0001,Z=0.0010和Z=0.0050的吸积模型。详细研究了影响吸积模型的主要参数,即吸积能量(冷吸积和热吸积)、初始种子质量$M_{seed}$和半径$R_{seed}$以及质量吸积率$\dot{m}$的变化对吸积模型的影响。对于恒星的主要性质和表面$^7 Li$丰度,无论$M_{seed}$、$R_{seed}$和$\dot{m}$的实际值如何,热吸积模型在100万年内都收敛到标准的非吸积模型。此外,具有相对大的$M_{seed}$($\gtrsim 10~M_{jup}$)或$R_{seed}$($\gtrsim 1~R_\odot$)的冷吸积模型在小于约10-20~Myr时收敛到标准的非吸积模型。当一个冷的原恒星吸积过程从小的$M_{seed}$和$R_{seed}$值($M_{seed}\sim 1~M_{jup}$,$R_{seed} \lesssim 1~R_\odot$)开始时,会发生一…
2020-04-30 astro-ph.GA 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
Long-term Evolution of Protostellar and Protoplanetary Disks. I. Outbursts
作为对原恒星盘长期演化的初步研究,我们探索了解释一些年轻恒星中的盘吸积大爆发所需的条件。我们使用一维时间依赖磁盘模型的磁旋转不稳定性(MRI)和引力矩的现象学治疗,以遵循磁盘的演变在很长的时间尺度。与我们以前的二维圆盘模型计算(Zhu et al. 2009 b,Z2009 b)的比较表明,在一维情况下忽略径向效应和二维圆盘结构仅使结果略有差异;这使我们能够使用更简单的模型来有效地探索参数空间。我们发现,通常估计的低质量原恒星的质量下降率通常会导致AU尺度的吸积盘爆发,正如我们以前的分析所预测的那样(Zhu et al. 2009 a,Z2009 a)。我们还证实了准稳态吸积行为的高质量的下落率,如果值的$α$ -参数的磁旋转不稳定性是小的,而在这个高吸积率对流从热不稳定性可能会导致一些变化。我们进一步限制的组合的$α$参数和MRI临界温度,它可以重现观察到的爆发行为。我们的研究结果表明,灰尘升华可能与MRI的完全激活有关。这与小灰尘捕获离子和电子以抑制MRI的想法一致。在以后的论文中,我们将探讨长期的爆发和磁盘的演变与此模型,允许从原恒星信封不同的角动量。
2010-03-08 astro-ph.SR
Accretion bursts in low-metallicity protostellar disks
研究了金属丰度在$Z=1.0-0.01~Z_\odot$范围内的原恒星盘的早期演化,特别强调了引力不稳定性的强度和低金属丰度系统中原恒星吸积的性质。数值流体动力学模拟在薄盘限制,功能单独的气体和尘埃温度,和磁盘的质量加载从下落的父母云核。模型的云核相似的初始质量和旋转模式,但不同的金属丰度被认为是区分金属丰度的初始条件的影响。在低金属丰度模型中,盘演化的早期阶段以剧烈的引力不稳定和碎裂为特征。盘的不稳定性是由来自坍缩核心的持续质量负荷维持的。与金属丰度较高的模型相比,$Z=0.01~Z_\odot$模型中不稳定阶段所涵盖的时间要短得多,这要归功于塌陷核心内部较高的气体温度(与较低的尘埃温度脱钩)导致的较高的质量下落率。原恒星吸积率是高度可变的低金属模型,反映了相应的原恒星盘的高度动态性质。低金属量系统的特点是短,但充满活力的事件所造成的质量吸积向内迁移的气体团块,形成通过引力破碎的原恒星盘的下落。与$Z=0.01~Z_\odot$病例相比,$Z=0.1~Z_\odot$模型中的这些爆发似乎更多,持续时间更长。变易的原恒星吸积并不是太阳金属丰度盘的一个特殊特征。它也是引力不稳定盘所固有的,金属丰度比太阳低100倍。
2020-06-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecule sublimation as a tracer of protostellar accretion: Evidence for accretion bursts from high angular resolution C18O images
嵌入的原恒星的吸积历史是描述其物理和化学演化的一个组成部分。特别是,吸积率是从早期到后期平稳下降,还是实际上具有间歇性爆发等变化的特征?我们的目标是表征可能的吸积变化的嵌入式原恒星的样品中的影响,通过测量其信封的内部区域的大小,CO升华,并与他们的温度分布由他们目前的光度。利用亚毫米阵列的观测,我们测量了C18 O同位素向16颗深埋的原恒星发射的程度。我们将这些测量结果与通过尘埃和线辐射转移计算给出的源当前光度的预测排放程度进行比较。16个来源中有8个显示出比模型预测的更长的C18 O排放。模型显示,这些特征的可能罪魁祸首是升华,这是由于在最近的1万年里,这些来源的亮度增加了大约5倍或更多-这是CO再次冻结在尘埃颗粒上所需的时间。对于其中四个来源,增长率必须达到10倍或以上。在样品的另一半看到的致密发射表明,C18 O只有在温度超过30 K时才会升华-正如人们所预期的那样,如果CO与H2O混合在颗粒冰帽中。这项调查的少量统计数据表明,原恒星大约每20,000年经历一次重大的爆发。这也说明了重要的物理演化历史考虑到嵌入的原恒星的化学结构的描述。
2015-04-12 astro-ph.SR
The Effects of Protostellar Jet Feedback on Turbulent Collapse
我们目前的流体动力学模拟结果的大质量恒星形成区和没有原恒星喷流。我们表明,喷气机改变恒星质量吸积率的归一化,但不强烈影响恒星形成的动力学。特别是,$M_*(t) \propto f^2 (t-t_*)^2$其中$f = 1 - f_{\rm jet}$是吸积到原恒星上的质量分数,$f_{\rm jet}$是喷流喷出的质量分数,$(t-t_*)^2$是自第一颗恒星形成以来经过的时间。恒星形成效率随时间呈非线性变化。我们发现喷流对原恒星盘上的吸积率(原始吸积率)只有很小的影响(约25%)。我们表明,小尺度结构-径向密度,速度和质量吸积轮廓是非常相似的射流和无射流的情况下。最后,我们表明,列入射流驱动湍流,但只有在小(秒差距)尺度。
2017-10-25 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
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
Failed and delayed protostellar outflows with high mass accretion rates
利用三维磁流体动力学模拟方法研究了在$\sim10^{-5}-10^{-2} {\rm M}_\odot$ yr $^{-1}$范围内不同质量吸积率下原恒星外流的演化。在具有$B_0 \gtrsim B_{\rm 0, cr}$ $=10^{-4} (M_{\rm cl}/100 {\rm M}_\odot){\rm G}$的强磁化云中总是出现一个强大的外流,其中$M_{\rm cl}$是云质量。当云具有较弱的磁场时,外流不会以高质量吸积率迅速发展。在某些情况下,中等磁场$B_0$略小于$B_{\rm 0,cr}$,外流增长被抑制或延迟,直到下落包层消散和原恒星系统周围的冲压压力显着降低。在这样的环境中,外流开始增长,并达到一个大的距离,只有在后期吸积阶段。另一方面,当大质量的$(\gtrsim 100 {\rm M}_\odot)$初始云被$B_0 \lesssim 100 μ{\rm G}$弱磁化时,原恒星外流不能演化,最终被强大的冲压压力坍缩。失败的外流产生了一个由磁压支撑的环形结构,并包围了原恒星和磁盘系统。我们的研究结果表明,高质量的恒星只形成在强磁化的云,如果所有的高质量的原恒星拥有一个明确的外流。如果我们在演化的原恒星周围观察到非常弱或没有外流,这意味着强磁场不一定是大质量恒星形成所必需的。在任何情况下,我们都可以从外流的观测中限制高质量恒星的形成过程。
2020-10-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Wind-driving protostellar accretion discs. I. Formulation and parameter constraints
我们研究了一个弱电离的原恒星吸积盘模型,它被一个大规模的有序磁场穿过,并为离心驱动的风提供动力。我们考虑了风是多余圆盘角动量的主要储存库的极限情况,并将Wardle & Königl(1993)的径向局部圆盘模型推广到其他场扩散率区域,特别是Hall和Ohm。我们提出了一个一般的制定问题的近开普勒,垂直等温盘使用的电导率张量和多流体的方法,并简化为一个正规化的常微分方程系统在垂直空间坐标。我们确定的相关参数的问题和调查,使用垂直流体静力平衡近似和其他简化,物理上可行的解决方案的光盘中的中性粒子的动态耦合场已经在中平面的参数约束。当带电粒子构成一个两个组件的离子-电子等离子体,可以确定四个不同的子政权在参数域中的霍尔扩散率占主导地位,并在欧姆为主的域中的三个子政权。霍尔子制度中的两个可以被表征为双极扩散类,两个被表征为欧姆类。当双组分等离子体组成,而不是带正电荷和负电荷的相等质量的颗粒,整个霍尔域和欧姆子制度之一消失。在所有可行的解决方案中,中面中性离子动量交换时间短于本地轨道时间。在这个模型中,垂直磁压缩总是优于引力潮汐压缩。(节录)
2009-09-13 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
How External Medium outside Prestellar Cores Affects Protostellar Growth: Variations in Accretion Rate and Evolution of Disks and Outflows
该研究通过三维电阻磁流体动力学模拟,发现前恒星核外部介质密度会调控原恒星质量生长、星周盘与外流演化及角动量输运,揭示了致密环境下恒星形成效率更高等规律。
2025-10-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
AREPAS: A Resource for Exploring Protostellar Accretion Systems - Data Release I
University of Michigan(密歇根大学);Chulalongkorn University(朱拉隆功大学)
AREPAS为原恒星吸积系统提供数据资源,支持通过可视化工具探索磁层吸积模型并比较用户输入的观测数据。
2026-03-11 astro-ph.EP astro-ph.IM 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
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
Angular Momenta, Magnetization, and Accretion of Protostellar Cores
基于我们以前的流体动力学研究的角动量的云核形成在引力坍缩的恒星形成的分子气体在我们以前的工作中,我们现在检查核心的性能假设理想的磁流体动力学(MHD)。使用相同的汇补丁实现的\emph{Athena} MHD代码,我们的特点的核心的统计特性,包括质量吸积率,特定的角动量,磁场和自旋轴之间的对齐的核心上的$0.1 \ \mathrm{pc}$规模。我们的模拟再现了观察到的磁场强度和气体密度之间的关系,表明磁场可以帮助校准低密度流,并帮助种子的位置的对流结构。与我们以前的纯流体动力学模拟一致,恒星(汇)在细丝的异质环境中形成,这样到核心上的吸积是高度偶发性的,导致短期的变化,但没有长期的单调增长的特定角动量。通过对原恒星核特性和行为的统计表征,我们的目标是为建立更现实和自洽的盘形成模型提供一个起点,帮助解决磁场是否可以阻止在理想MHD极限下(大)拱星盘的发展。
2020-03-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
A cold accretion flow onto one component of a multiple protostellar system
背景:气体吸积流将物质从云核输送到原恒星。在多个原恒星系统中,不清楚传递机制是优先的还是均匀分布在组件中。目的:探索IRAS 16293内6000 AU的气体吸积流。研究方法:ALMA波段3对HNC、氰基多炔(HC $_3$ N、HC $_5$ N)和N $_2$ H $^+$的低$J$跃迁的观测被用来探测云核结构,分辨率约为100 AU.额外的波段3存档数据提供低- $J$ HCN和SiO线。将这些数据与来自PILS波段7数据的相应较高的$J$线进行比较,以进行激发分析。HNC/HCN比率用作温度示踪剂。结果如下:HC $_3$ N、HC $_5$ N、HNC和N $_2$ H $^+$的低- $J$跃迁迹线将结构从6000 AU向下延伸和拉长到~100 AU,而没有伴随的尘埃连续辐射。识别出两个结构:一个追踪可能向系统IRAS 16293 A最明亮的成分增生的流动。从HCN/HNC比率推断的温度表明,该流中的气体是冷的,在10和30 K之间。另一个结构是由一个流出物夹带的UV照射的空腔壁的一部分。IRAS 16293 A驱动的两种外流呈现不同的分子气体分布。结论:从6000 AU尺度上可以看到冷气体吸积到IRAS 16293 A上,但没有看到源B上,这表明云核物质吸积是竞争性的,因为反馈到嵌入式多原恒星系统中的主导成分上。物质的优先输送可以解释与源B相比,源A具有更高的亮度和多…
2021-11-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
FORGE'd in the Early Universe: The Effect of Protostellar Outflows on Pop III Accretion
California Institute of Technology(加州理工学院);Flatiron Institute(平顿研究所);Northwestern University(西北大学);Yale University(耶鲁大学)
研究通过模拟揭示原恒星喷流如何通过调节吸积影响III型恒星的质量形成及周围环境。
2026-02-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Centrifugally driven winds from protostellar accretion discs. I - Formulation and initial results
原恒星盘在恒星形成过程中扮演着重要的角色,它是年轻恒星吸积的主要物质库,并通过发射强大的盘风来调节角动量和气体释放回恒星孕育区的程度。在这项研究中,我们探讨了光盘结构与风发射区域的属性,绘制出风发射可能可行的原恒星光盘区域。我们结合了一系列的1.5D半解析,稳态,垂直盘风的解决方案到一个径向扩展的1+1.5D模型,将所有三个扩散机制(欧姆,霍尔和双极)。我们观察到,大部分的质量外流通过盘风发生在一个天文单位的一小部分的径向宽度,与流出率迅速衰减的任何一方。我们还发现,质量吸积率,磁场强度和表面密度分布都有显着的影响,风发射区的位置和喷射/吸积比$\dot{M}_{\rm out}/\dot{M}_{\rm in}$。增大吸积率或磁场强度对应于风发射区域向较小半径的移动和$\dot{M}_{\rm out}/\dot{M}_{\rm in}$的减小,而增大表面密度对应于发射区域在较大半径处且$\dot{M}_{\rm out}/\dot{M}_{\rm in}$增大。最后,我们发现一类盘风包含一个无效的发射配置在中间半径,导致两个径向分离的风发射和减少$\dot{M}_{\rm out}/\dot{M}_{\rm in}$的区域。我们发现,风的位置和喷射/吸积比与目前的观测和理论估计是一致的。
2017-07-04 astro-ph.EP 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
Accretion and magnetic field morphology around Class 0 stage protostellar discs
我们分析模拟湍流,磁化分子云核心集中在0级阶段的原恒星盘的形成和周围的物理条件。我们表明,在广泛的初始条件下,开普勒光盘已在0级阶段形成。特别是,我们表明,即使是亚音速湍流运动降低磁制动效率足以让旋转支撑盘形成。因此,我们认为,已经在0级阶段的开普勒光盘的分数是显着高于50%,与最近的观测趋势一致,但显着高于预测的基础上模拟错位磁场,表明湍流运动的重要性开普勒光盘的形成。我们表明,在原恒星盘周围的质量和角动量的吸积发生在一个高度各向异性的方式,通过一些狭窄的吸积通道。圆盘附近的磁场结构是高度无序的,揭示了高达1000 AU距离的磁场反转。这些研究结果表明,只要包括即使是温和的湍流运动,经典的光盘形成的情况下,相干旋转的环境和有序的磁场打破。因此,基于非湍流崩溃模拟来评估磁制动效率是非常值得怀疑的。我们强烈建议,除了全球磁场属性,小规模的吸积流和详细的磁场结构必须考虑,以评估开普勒光盘的可能性存在。
2014-10-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Magnetized Accretion and Dead Zones in Protostellar Disks
原恒星盘中磁死区的边缘被认为是密度隆起可能出现的位置,捕获微行星并帮助形成行星。在磁活跃区的磁旋转湍流提供了恒星上气体的吸积和质量到死区的运输。我们调查的位置的磁活跃区在一个太阳型恒星周围的原恒星盘,不同的磁盘温度,表面密度分布,和尘埃气体比。我们还考虑恒星质量在0.4和2 $M_\odot$,与相应的调整,在磁盘的质量和温度。死区的大小和形状被发现使用Elsasser数标准与电导率,包括从离子,电子,和带电分形尘埃聚集体的贡献。利用S.奥澄死区在大多数情况下由双极扩散限定。在我们的地图中,死区有各种形状,包括指向远离恒星的鱼尾和位于中平面内外的岛屿。相应的吸积率随半径而变化,表明表面密度将随时间增加的位置,以及其他将减少的位置。我们发现,密度凸块不容易增长附近的死区的外缘,独立的磁盘参数和灰尘的属性。相反,吸积速率在气相金属冻结的半径处达到峰值。这可能导致清除表面密度中的谷,并导致恰好位于金属冻结线之外的鹅卵石的陷阱。
2013-02-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Supermassive star formation via episodic accretion: protostellar disc instability and radiative feedback efficiency
SMSs的形成是在早期宇宙中播种SMBHs的潜在途径。恒星紫外线反馈是形成太阳系小天体的关键,它可以通过吸积来限制恒星质量的增长。在本文中,我们研究了一个吸积SMS和它的紫外发射率的条件下,现实的可变吸积从一个自引力拱星盘的演变。首先,我们进行了二维流体动力学模拟,以跟踪长期的原恒星吸积,直到恒星质量超过$10^4~M_\odot$。由于引力不稳定,圆盘碎片,产生许多小团块,迅速向内迁移,落在恒星上。由此产生的吸积的历史,因此高度依赖于时间:短的情节吸积爆发之后,较长的,相对静止的阶段。我们发现,所谓的直接坍缩模型的拱星盘是更不稳定的,并产生更大的变化在较短的时间尺度比正常的流行III的情况下。利用所得到的吸积历史进行了后过程恒星演化计算。我们的研究结果表明,无论吸积率的强烈变化,恒星半径单调增加,几乎恒定的有效温度在$T_{\rm eff} \simeq 5000$ K作为恒星质量的增加。由此产生的紫外反馈太弱,阻碍质量吸积由于恒星紫外光子的低通量,从而验证了我们的隐式假设没有恒星反馈的流体动力学模拟。恒星演化对可变吸积的不敏感性归因于这样一个事实,即典型的变率时间尺度,$\lesssim 10^3$年,太短而不足以影响恒星结构。我们认为,这种演化将继续下去,直到SMS最终崩溃后,恒星质量达到$\gtrsim 10^5~M_\odot$的广义相对论不稳定性产生一个巨大的黑洞。
2015-11-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Protostellar Outflows and Radiative Feedback from Massive Stars. II. Feedback, Star Formation Efficiency, and Outflow Broadening
我们进行二维轴对称辐射流体动力学模拟,以评估流出和辐射力反馈的影响,从大规模的原恒星通过改变原恒星流出开始时,喷射吸积率的比率,和广角盘风分量的强度。恒星形成效率,即恒星最终质量与初始核心质量之比,主要由辐射力和外流与吸积率之比决定。增加这个比率会产生三个影响:首先,原恒星在任何给定时间都增长得更慢,亮度更低,从而降低辐射反馈。第二,流出物清除的双极空腔更大,进一步减少了盘和核心尺度上的辐射反馈。第三,更高的动量外流从坍缩的包层中扫起更多的物质,通过夹带减少了原恒星的潜在质量库。恒星的形成效率随着喷射率与吸积率之比的变化而变化,从非常弱的流出流的50%到非常强的流出流的20%。在低密度双极腔和高密度吸积盘之间的纬度上,广角盘风带走了一些气体,否则这些气体将成为吸积流的一部分;然而,改变这些广角盘风的强度,最终的恒星形成效率只会改变+/-6%。对于所有的情况下,双极流出腔的开口角保持在20度以下,在早期的原恒星吸积阶段,迅速增加到65度的辐射压力反馈的发病。
2016-09-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
The early history of protostellar disks, outflows, and binary stars
在恒星形成过程中,磁场就像一个宇宙角动量提取器,它增加了原恒星的质量吸积率,并在这个过程中产生了壮观的外流。然而,最近有人认为,这种磁制动非常强大,以至于早期的原恒星盘--行星形成的摇篮--无法形成。我们对过密恒星形成云坍缩早期阶段(\lesssim 10^5年)的三维数值模拟形成了早期的外流,并具有磁性调节和旋转主导的圆盘(10天文单位以内),具有高吸积率,尽管磁场通过大部分中性气体滑动。我们发现,在三维空间中,磁场抑制引力驱动的不稳定性,否则会阻止年轻的,有序的磁盘形成。我们的模拟结果令人惊讶的早期形成的磁盘,其密度和温度结构,早期外流的机制和结构,通过双极扩散的尘埃颗粒的瞬间加热,以及行星和双星的起源。
2009-11-17 astro-ph.SR
Impact of Protostellar Outflow on Star Formation: Effects of Initial Cloud Mass
利用三维电阻MHD模拟研究了单云核中原恒星外流控制的恒星形成效率。从星前云核开始,计算恒星形成过程,直到主吸积阶段结束。在计算中,星前云的质量被参数化。在恒星形成过程中,原恒星外流是由星周盘驱动的。外流也在横向方向上延伸,直到其宽度变得与初始云尺度相当,因此,外流具有>40度的宽开口角。结果,原恒星外流将大部分下落的物质卷起来,并将其蒸发到星际空间。外流最多可以喷射出超过一半的宿主云质量,显着降低恒星形成效率。在初始质量较大的云中,外流功率较强。因此,原恒星外流有效地抑制了大质量星云中恒星的形成效率。外流显着减弱,消失在几个自由落体的时间尺度的初始云后,云开始崩溃。出生星前核影响流出的寿命和大小。在主吸积阶段结束时,一个质量与原恒星相当的巨大的星周盘仍然存在。计算表明,通常情况下,约30%的初始云质量转化为原恒星,约20%保留在星周盘中,而约40%被原恒星流出物喷射到星际空间。因此,单个云核的恒星形成效率通常为30- 50%。
2011-08-17 astro-ph.SR
Accretion Burst Echoes as Probes of Protostellar Environments and Episodic Mass Assembly
原恒星可能以高度时变的速率吸积物质,然而,对最年轻的原恒星吸积变化的测量是罕见的,因为它们仍然深深地嵌入它们的包层中。亚毫米/毫米观测可以追踪包层中尘埃对吸积光度变化的热响应,从而可以量化吸积速率的变化。在本文中,我们提出了在巨蛇座主变星的同期次毫米/毫米光变曲线,所观察到的ALMA ACA,SMA,和JCMT。最近爆发的EC 53(V371 Ser),一个$\sim 18$月周期变量,在SMA和JCMT观测采样良好。观察到EC 53的SMA光曲线提前几周达到峰值,并且表现出比JCMT更强的振幅。对于SMM 10 IR,ACA观测值中的随机变化被检测到,其中因子$\sim 2$的幅度大于JCMT所看到的幅度。我们开发了一个玩具模型的信封响应吸积爆发显示EC 53的光变曲线解释的延迟与整个信封的光旅行时间和额外的稀释的JCMT响应的冷信封材料的光束中的结合。更大的JCMT光束也可以洗出快速变化的响应,这可能会发生SMM 10 IR。因此,我们的工作提供了一个有价值的概念证明使用亚毫米/毫米观测作为探测器的基础吸积光度变化和原恒星环境。
2022-08-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Multi-jets structure rather than rotation of the NGC 1333 IRAS 4A2 protostellar jets
我们分析了年轻恒星天体(YSO)NGC 1333 IRAS 4A2喷流的速度梯度,并通过将两个相对的喷流分解为两个相对的子喷流来解释。两股射流径向速度相同,且夹角仅为几度。两个子射流中的每一个由两个部件组成。我们还表明,另一种解释射流的旋转是不可能占的速度梯度。两个子射流方向是恒定的,并且没有进动的指示。连接子射流中心的线在平行于发射射流的吸积盘的平面中限定优选方向。我们认为,在吸积盘的首选恒定方向是由一个高偏心轨道的棕矮星或一个大质量的行星伴星的半长轴。在每一次近星点通过时,伴星都以四极模式扰动吸积盘,例如,两个螺旋臂,导致两个子喷气发动机的发射。我们预测,对该系统的仔细监测将揭示一个周期性的活动,周期为几个月到几年。
2013-07-02 astro-ph.SR
Magnetic Fields and Asymmetric Accretion in the Class 0 Protostellar System L1527 IRS
Seoul National University(首尔大学);SNU Astronomy Research Center, Seoul National University(首尔大学天文研究中心);Worcester State University(伍斯特州立大学);University of Illinois(伊利诺伊大学)
本研究通过亚毫米偏振观测揭示L1527 IRS原恒星系统中磁场形态的东部垂直与西部收缩差异,结合谱指数和丝状结构,提出非对称质量分布驱动的吸积情景。
2026-09-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Protostellar accretion traced with chemistry. High resolution C18O and continuum observations towards deeply embedded protostars in Perseus
内容:了解吸积过程是恒星形成的一个关键问题,对年轻恒星的物理和化学演化都有重要意义。特别是,我们对恒星形成最早阶段的吸积变化知之甚少。目标:方法:24个嵌入式原恒星的样品进行了观察与亚毫米阵列(SMA)的背景下,大型计划“大规模组装恒星系统及其演化与SMA”(MASSES)。对每个源测量CO已升华为气相的C $^{18}$ O发射区域的尺寸,并与给定当前光度的区域的预期尺寸进行比较。SMA观测还包括1.3毫米连续数据,用于研究吸积爆发和大质量星周盘之间是否存在联系。结果如下:根据所采用的CO冰的升华温度,样品中20%至50%的源显示出扩展的C $^{18}$ O发射,表明气体在过去足够温暖,CO升华,目前正在重新冻结的过程中;我们将其归因于最近的吸积爆发。鉴于扩展C $^{18}$ O排放源的比例,我们估计爆发之间的平均间隔为20000-50000年,这与以前的估计是一致的。在星周盘的存在和吸积爆发之间没有明确的联系,但是样本中三个最近的已知双星(预计分离<20 AU)都显示出过去吸积爆发的证据,表明近距离的双星相互作用也可能在诱导吸积变化方面发挥作用。
2017-03-29 astro-ph.GA 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
Protostellar disc structure and dynamics during star formation from cloud-scale initial conditions
本研究通过高分辨率磁流体动力学模拟,揭示了原恒星盘在10,000年内的湍流、间歇性吸积及磁结构演化,强调湍流在早期吸积变率中的关键作用。
2025-06-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Youngest Stellar clusters Clusters associated with massive protostellar candidates
我们报告的217个大规模的原恒星候选人,其中34个集群是新发现的54个嵌入式集群的识别。嵌入式集群被确定为恒星表面密度增强的2 $μ$ m全天巡天(2MASS)数据。因为这些星团都与处于最早演化阶段的大质量恒星有关,所以星团也应该处于演化的早期阶段。因此,这些团簇的性质应该反映与其形成相关的性质,而不是它们的演化。对于每个集群,我们估计的质量,形态类型,光度和消光。我们研究中的星团,通过它们与大质量原恒星和大质量外流的联系,恢复了大质量恒星在第一代低质量恒星完成吸积阶段后开始形成的概念。此外,在这些星团中心观察到的高气体密度和吸积率与高质量恒星通过持续吸积到低质量恒星上而形成的假设一致。
2005-12-10 astro-ph astro-ph.SR
Turbulence and its effect on protostellar disk formation
我们分析模拟湍流,磁化分子云核心集中在0级阶段的原恒星盘的形成和周围的物理条件。我们表明,在广泛的初始条件下,开普勒光盘已在0级阶段形成。此外,我们表明,在原恒星盘周围的质量和角动量的吸积发生在一个高度各向异性的方式,通过一些狭窄的吸积通道。圆盘附近的磁场结构是高度无序的,揭示了高达1000 AU距离的磁场反转。这些研究结果表明,只要包括即使是温和的湍流运动,经典的光盘形成的情况下,相干旋转的环境和有序的磁场打破。
2015-09-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Protostellar Feedback and Final Mass of the Second-Generation Primordial Stars
宇宙中的第一批恒星通过各种反馈过程电离了周围的原始气体。“第二代”原始恒星可能在重组后由这种扰动气体形成。在这封信中,我们研究了这种第二代恒星的后期形成阶段,大量的气体吸积到原恒星上,最终的恒星质量在吸积终止时确定。我们直接计算吸积流和恒星紫外线(UV)辐射之间的复杂的相互作用,进行辐射流体动力学模拟加上恒星演化计算。由于在恒星形成前阶段更有效的H2和HD冷却,恒星上的吸积速率比第一颗恒星形成时低十倍。较低的吸积速率和包层密度导致在较低的原恒星质量M_* \simeq 10 Msun处出现一个膨胀的双极HII区,它将星周物质吹出,从而淬灭了包层对吸积盘的质量供应。与此同时,由于恒星的光蒸发,圆盘失去了质量。在我们的基准情况下,恒星的紫外反馈终止了质量吸积到M_* \simeq 17 Msun的恒星上。虽然第二代原始恒星的导出质量系统地低于第一代原始恒星的质量,但差异仅在几个因素之内。我们的研究结果提出了一种新的情况,即大多数原始恒星出生时都是具有数十个太阳质量的大质量恒星,无论它们的世代如何。
2012-10-10 astro-ph.CO astro-ph.SR
Spitzer-IRAC GLIMPSE of high mass protostellar objects II - SED modelling of a bonafide sample
我们的目标是估计和分析的HMPO的红外对应物的物理性质,通过比较它们的光谱能量分布(SED)与那些预测的辐射转移吸积模型的YSO。利用2 MASS、GLIMPSE 2.0版星表、MSX、IRAS和一些单碟(和干涉)(亚)毫米数据,将68个IRCs的SED从GLIMPSE测光扩展到可能的极限,从近红外到毫米波段。利用一个在线的SED拟合工具,使用二维辐射转移吸积模型的YSO拟合观测到的SED,以获得各种物理参数。IRC的SED由质量在5-42 Msun之间、年龄在10^3 ~ 10^6年之间的大质量原恒星模型拟合。其质量和年龄的中位数分别为10 Msun和10^4 yr。包层很大,平均大小约为0.2-0.3 pc,其分布与论文I中讨论的8微米星云的大小分布非常相似。估计的包层吸积速率很高,平均值为10^(-3)Msun/yr,并显示出指数为2的幂律质量依赖性,表明在这些尺度下的球形吸积。在大多数的源中发现了平均质量为10^(-1.4+-0.7)Msun的中微子。用YSO吸积模型成功地解释了观测到的HMPO红外对应物的红外-毫米波SED。模拟的源主要代表原B星,尽管其中一些可能在未来成为O星。我们证明,这些结果中的许多可能代表了一个现实的图片大质量恒星形成,尽管一些结果可能是模型内的假设的影响。
2009-01-14 astro-ph.SR