分组恒星形成：在流体动力学模拟中将汇粒子转化为恒星

在分子云和星系的数值模拟中对恒星形成进行建模并分辨单个恒星极具挑战性。非常小尺度的模拟可以具有足够好的分辨率来一致地追踪单个恒星的形成，而在较大尺度上，质量足以完全采样初始质量函数（IMF）的汇可以被转化为真实的恒星族群。然而，迄今为止，这些方法对中等尺度分辨率并不适用，此时汇相对于单个恒星质量更大但不能完全采样 IMF。在本文中，我们引入了分组恒星形成方案，即首先根据位置、速度和年龄对汇进行分组，然后利用组的质量通过采样 IMF 来形成恒星。我们在从亚秒差距到千秒差距、从静态孤立云到碰撞云的各种物理尺度的模拟中测试了我们的分组恒星形成方法。在合适的分组参数下，该恒星形成方案可以形成遵循 IMF 并近似再现原始恒星分布和速度弥散的恒星。每个组都具有与恒星形成区一致的性质。我们表明，我们的分组恒星形成方案是稳健的，并且可适用于具有不同物理尺度和分辨率的模拟。随着星系甚至宇宙学尺度模拟开始探测亚秒差距尺度，此类方法可能变得更为重要。