自引力湍流中的看似稳定性与分子云演化
星系天体物理
2026-04-14 v1
摘要
最近的观测表明，超声速湍流自引力分子云中存在水平结构和virial平衡，暗示的稳定性与湍流结构的瞬时性相矛盾。为调查此矛盾，我们将分子云建模为湍流涡旋，作为动力系统进行演化研究。在结构与能量的二维相空间中，我们发现动力平衡是一个鞍点，在力衡方向上稳定，但由于湍流耗散和自引力的负热容的组合，在能量平衡方向上不稳定。鞍点附近，演化轨迹遵循特定模式：首先接近平衡，然后沿不稳定方向偏离。由于相空间速度与virial和能量失衡成正比，轨迹在平衡附近减慢，导致云的局部密度聚集。此外，在平衡附近，力衡的松弛速度快于能量不稳定性的增长率。因此，即使平衡是亚稳定的，仍会观察到更多处于近似平衡状态的云，具有水平结构。这解决了在动力不稳定的自引力湍流中观察到的平衡结构的矛盾现象。
引用
@article{arxiv.2604.10699,
title = {Apparent Stability in Self-Gravitating Turbulence and the Evolution of Molecular Clouds},
author = {Eric Keto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.10699},
year = {2026}
}
备注
submitted to Astronomische Nachrichten