B335 原恒星中磁调控的坍缩？II. 气体电离与磁场耦合的观测约束

在低质量恒星形成过程中控制磁场与星周气体耦合的非理想磁流体力学效应严重依赖于局域物理条件，例如气体的电离分数。本工作的目的是观测表征小包层半径处星周气体的电离水平，并研究其与 0 型原恒星 B335 中恒星形成气体和磁场之间耦合效率的关系。我们利用 ALMA 获得了 B335 的分子线发射图，用以测量包层半径 $\lesssim$1000 au 处气体的氘化分数、电离分数和宇宙线电离率。我们发现大量电离气体，$\chi_{e} \simeq 1-8 \times 10^{-6}$。我们的观测还揭示了增强的电离，其在小包层半径处增加，在距中心原恒星对象几百 au 处达到高达 $\zeta_{CR} \simeq 10^{-14}$~s$^{-1}$ 的值。我们表明这一极端电离率可归因于靠近原恒星加速的宇宙线的存在。我们报道了在 $\lesssim 1000$~au 尺度上太阳型 0 型原恒星中宇宙线电离率的首个分辨图，发现了异常高的值。我们的观测表明，宇宙线的局域加速（而非银河系星际宇宙线的穿透）可能是内包层气体电离的原因，并可能一直延伸到盘形成尺度。若被证实，我们的发现意味着原恒星盘性质也可能由设定气体与磁场间耦合的局域过程决定，而不仅由大包层尺度的可用角动量和原恒星核中的磁场强度决定。