低金属丰度原恒星盘中的吸积爆发

我们研究了金属丰度在 $Z=1.0-0.01~Z_\odot$ 范围内的原恒星盘的早期演化，特别关注低金属丰度系统中引力不稳定性强度与原恒星吸积的性质。采用了薄盘极限下的数值流体动力学模拟，其中气体与尘埃温度分开处理，并考虑来自坍缩母云核的盘质量加载。我们考虑了具有相似初始质量与转动模式但金属丰度不同的云核模型，以区分金属丰度与初始条件的影响。低金属丰度模型中盘演化的早期阶段以强烈的引力不稳定性与碎片化为特征。盘不稳定性由坍缩核的持续质量加载所维持。由于坍缩核内部更高的气体温度（与较低尘埃温度脱耦）导致更高的质量下落率，该不稳定阶段所覆盖的时间周期在 $Z=0.01~Z_\odot$ 模型中比更高金属丰度对应模型短得多。低金属丰度模型中的原恒星吸积率高度可变，反映出相应原恒星盘的高度动力学性质。低金属丰度系统具有由向内迁移的气体团块下落引起的短暂但剧烈的吸积事件，这些团块通过原恒星盘的引力碎片化形成。与 $Z=0.01~Z_\odot$ 情形相比，这些爆发在 $Z=0.1~Z_\odot$ 模型中似乎更多且持续更久。变原恒星吸积伴以阵发性爆发并非太阳金属丰度盘特有的特征。它也为金属丰度低至太阳百分之一的不引力稳定盘所固有。