FORGE'd in FIRE III:来自 STARFORGE 的类星体吸积盘中的 IMF
摘要
最近,我们展示了从宇宙学辐射磁流体动力学-热化学星系-恒星形成模拟中自洽地形成强磁场类星体吸积盘,包括此前被证明能在典型 ISM 条件下产生合理 IMF 的完整 STARFORGE 物理。在此,我们研究了 QAD 中从距离 SMBH 100 au 到 10 pc 尺度上的恒星形成与恒星 IMF。我们表明,纳入此前常被忽略的物理过程(包括磁场、辐射和(原)恒星反馈)至关重要。越靠近 SMBH,恒星形成越受抑制,但确实形成的(罕见)恒星表现出顶重 IMF。恒星只能在外部 QAD 的特殊位置(例如磁场反转处)形成。原恒星快速吸积其诞生核,随后与气体动力学解耦并游荡,在约 100 yr 的时间尺度上停止吸积。它们的喷流控制了初始核吸积,但喷出物被扫入更大尺度的 QAD 流中,没有产生太多动力学效应。强潮汐环境强烈抑制了共核多重性。IMF 的形状敏感地依赖于原恒星盘 的未解析动力学,因为全局动力学时间可以变得极短( yr)且潮汐场极强,因此 PSD 能否在 au 尺度上有效传输角动量或发生灾难性碎裂,需要新颖的 PSD 模拟来妥善解决。大多数解析 IMF 模型以及与 PSD 中行星形成的类比在定性上都无法解释模拟 IMF,尽管我们讨论了几个可行的模型。
引用
@article{arxiv.2404.08046,
title = {FORGE'd in FIRE III: The IMF in Quasar Accretion Disks from STARFORGE},
author = {Philip F. Hopkins and Michael Y. Grudic and Kyle Kremer and Stella S. R. Offner and David Guszejnov and Anna L. Rosen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.08046},
year = {2025}
}
备注
39 pages, 23 figures, replaced with version accepted to the Open Journal of Astrophysics. Additional images and movies from the simulations available at http://www.tapir.caltech.edu/~phopkins/Site/animations/Movies_zoom.html