湍流与磁化云核中的氘分馏与 H2D+ 演化

大质量恒星被认为是由致密的前恒星核形成的。其精确的形成条件备受讨论，包括其位力条件，这导致了在湍流或磁场强烈支撑下的超位力核的缓慢坍缩，或亚位力源的快速坍缩。为了理清它们的形成过程，通常采用测量氘分数的方法来近似估计这些云核的年龄，并对其动力学演化施加约束。本文提出了三维磁流体动力学模拟，首次包含了包含 21 种气相物质加上尘埃颗粒和 213 种反应的精确非平衡化学网络。利用该网络，我们详细模拟了完全耗尽的前恒星核中的氘化过程，并确定了其对初始条件变化的响应。我们探索了对初始气体柱密度、湍流 Mach 数、质量-磁通比以及磁场分布的依赖关系，以及 H2 的初始正仲比。我们发现与最近对宁静源中氘分数的观测结果非常吻合。我们的结果表明，即使假设保守的正仲比为 3 以及高度亚位力的初始条件，氘化也相当高效，在大约一个自由落体时间内即可产生较大的氘分数。我们讨论了结果的意义，并展望了相关的未来研究。