绘制恒星育婴室中的引力图——确立二维加速度图的有效性

引力是恒星形成的驱动力。尽管引力由物质的存在引起，但其在复杂区域中的作用仍悬而未决。研究引力模式的一种有效方法是通过提供引力加速度图来计算其对气体施加的吸积作用。研究加速度的一个实用方法是利用二维面密度图进行计算，但这些图是否准确仍不确定。利用数值模拟，我们确认由二维面密度计算的加速度图 $\mathbf a_{\rm 2D}(x,y)$ 是质量加权平均加速度的良好表征。由于投影图低估了距离，加速度的大小将被高估 $|\mathbf a_{\rm 2D}(x,y)| \approx 2.3 \pm 1.8 \; |\mathbf a_{\rm 3D}^{\rm proj}(x,y)|$，其中 $\mathbf a_{\rm 3D}^{\rm proj}(x,y)$ 为质量加权的投影引力加速度，但 $\mathbf a_{\rm 2D}(x,y)$ 与 $\mathbf a_{\rm 3D}^{\rm proj}(x,y)$ 的方向偏差在20$^{\circ}$以内。显著偏差仅出现在视线方向存在多重结构的区域。由面密度估计的加速度图很好地描述了三维加速度场投影的特征。我们期望该技术在建立云形态与恒星形成之间的联系，以及理解引力与磁场等其它过程之间的联系方面发挥作用。用于计算面密度引力势的代码版本可在 \url{https://github.com/zhenzhen-research/phi_2d} 获取。