第三族恒星形成的磁流体力学

利用三维磁流体动力学（MHD）嵌套网格模拟，研究了坍缩原始云中的喷流驱动和碎裂过程。从数密度为 $n=10^3$ cm$^{-3}$ 的旋转磁化球形云开始，我们追踪了云演化直至恒星密度 $n=10^{22}$ cm$^{-3}$。我们计算了 36 个模型，参数化了初始磁能和旋转能 ($\gamma_0$, $\beta_0$)。在坍缩的原始云中，云的演化特征由初始旋转能与磁能之比 $\gamma_0/\beta_0$ 表征。当 $\gamma_0 > \beta_0$ 时，洛伦兹力显著影响云的演化，而当 $\beta_0 > \gamma_0$ 时，离心力比洛伦兹力更占主导地位。当云以角速度 $\Omega_0 > 10^{-17} (n/10^3 \text{ cm}^{-3})^{2/3}$ s$^{-1}$ 快速旋转且 $\beta_0 > \gamma_0$ 时，在原恒星形成之前发生碎裂，但在原恒星形成后没有出现喷流。另一方面，当初始云具有磁场 $B_0 > 10^{-9} (n/10^3 \text{ cm}^{-3})^{2/3}$ G 且 $\gamma_0 > \beta_0$ 时，原恒星形成后会出现强喷流而无碎裂。我们的结果表明，原第三族恒星经常表现出碎裂和原恒星喷流。因此，第三族恒星作为双星或多星系统诞生，并且它们能够驱动强喷流，显著扰动星际介质，正如当今的恒星形成过程一样，从而可能诱发下一代恒星的形成。