通过热不稳定现象形成原始星系团云
天体物理学
2007-05-23 v1
摘要
许多星系团形成模型假设早期宇宙中存在冷稠密云。我们重新检视了 Fall & Rees (1985) 所提出的通过原初星系 Halo 中的热不稳定现象形成原始星系团云 (PGCC) 的模型。首先，基于他人研究，我们认为在原初星系环境下，只有非线性密度扰动才能凝聚成 PGCC。随后我们采用包含自引力和辐射冷却（冷却至 T=10^4 K）的模型，对超密云在三维球对称几何中的坍缩进行数值模拟。由于在 10^4 K 时的 Jeans 质量对于该模型至关重要，故本文聚焦于外部紫外背景辐射抑制 H2 分子形成，使云无法冷却至 10^4 K 以下的情况。这些模拟的定量结果可概括如下：1) 小于 M_min ~ (10^{5.6} M_sun) (n_h/0.05 cm3)^{-2} 的扰动进行等压冷却，而大于 M_max ~ (10^8 M_sun) (n_h/0.05 cm3)^{-2} 的扰动进行等焱冷却。相比之下，介于 M_min 与 M_max 之间的中间尺度扰动进行超声速压缩。2) 对于超声速坍缩的云，在冷却至 T_c=10^4 K 后，密度压缩因子范围为 10^{2.5}-10^6。3) 对于超声速坍缩的云，Jeans 质量可压缩至最低 10^{5.5} M_sun (n_h/0.05 cm3)^{-1/2}。4) 模拟得到的 PGCC 密度轮廓可用常数核心外加 rho ~ r^{-2} 的外层近似表示，而非奇异等温球。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0010500,
title = {Formation of Proto-Globular Cluster Clouds by Thermal Instability},
author = {Hyesung Kang and George Lake and Dongsu Ryu},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0010500},
year = {2007}
}
备注
11 pages, to appear in Journal of Korean Astronomical Society, uses jkas2.sty