湍流磁场对第一代星形成与碎片化的影响

最近的天体物理模拟表明，宇宙中的第一颗星往往以二进制或多星系统形式形成。然而，先前的研究通常忽略了磁场在这一过程中可能的影响，假设磁场较弱且影响有限。然而，新的理论研究提出了另一种视角，认为在第一代星形成云中发生的湍流涡旋作用可以产生强大的磁场。本研究进行了三维理想磁流体力学模拟，从湍流云核的引力坍缩到早期吸积阶段，其中经常发生盘状碎片化。我们的发现表明，如果在坍缩阶段磁场能量与湍流能量达到平衡，湍流磁场会显著影响多个星系的属性。具体而言，磁压和扭矩都有助于盘的稳定，从而减少碎片的数量，特别是对于低质量恒星而言。此外，我们观察到由环形磁场磁压驱动的原恒星喷流被启动，但其对星形成动力学的总体影响似乎较小。鉴于种子磁场如何放大至完全平衡水平，本文的结论表明，磁场在塌缩过程中扮演重要角色，在塑造第一代恒星的初始质量函数方面具有重要意义，凸显了磁场效应在早期宇宙中的星形成过程中的重要性。