自引力对湍流云核形成率的增强作用

我们进行了一项旨在研究自引力、磁超临界、超音速湍流、等温云中核形成的数值实验。在开启自引力之前，对收敛湍流态进行平均得到的密度概率分布函数（PDF）能很好地用对数正态分布拟合。然而，在开启自引力之后，与对数正态分布相比，密度PDF在高密度尾部的体积分数随时间推移而增加。为了研究自引力对核形成率的影响，我们比较了基于对数正态分布的理论得出的每自由落体时间的核形成率（CFR$_{\rm ff}$）与我们的数值实验得出的CFR$_{\rm ff}$。对于以初始值为归一化基准的临界密度 fiducial 值100，后者的CFR$_{\rm ff}$约为前者的30倍。因此，自引力在显著增加CFR$_{\rm ff}$方面起着重要作用。这一结果意味着，基于对数正态密度PDF的理论所预测的核（恒星）形成率或核（恒星）质量函数需要进行一些修正。我们在开启自引力后密度PDF体积分数增加的结果，与在活跃恒星形成云的视觉消光PDF高端通常观测到的幂律尾相一致。