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大质量恒星形成始于亚维里致密团块,除非受到强磁场阻碍

星系天体物理 2024-09-13 v1

摘要

初始条件对于理解大质量恒星形成至关重要,但目前观测尚不充分。基于我们先前对包含 463 个候选大质量无星团块(HMSCs)的银河系尺度样本的表征,在此我们利用来自射电氨中平面巡天(RAMPS)试点数据发布的 GBT NH3 (1,1) 和 (2,2) 数据,研究了由 44 个 HMSCs(半径 0.13-1.12 pc)组成的代表性子样本的动力学状态。通过同时拟合两条 NH3 谱线,我们获得了速度弥散、气体动力学温度、NH3 柱密度和丰度、马赫数以及维里参数。热力学分析表明,大多数 HMSCs 的马赫数 <<5,这与理论模型中的假设不一致。除一个外,所有 HMSCs(43/44)均处于引力束缚状态,维里参数 αvir<2\alpha_{\mathrm{vir}} < 2。要么这些大质量团块正在坍缩,要么需要 0.10-2.65 mG(平均 0.51 mG)的磁场强度来支撑它们免于坍缩。估计的 B 场强度与密度紧密相关,Best/mG=0.269(nH2/104cm3)0.61B_{\rm est}/{\rm mG}=0.269\,(n_{\rm H_2}/10^4\,{\rm cm^{-3}})^{0.61},其幂律指数与观测中发现的相似,但强度高出 4.6 倍。大质量形成区域的初始动力学状态首次被统计性地约束为亚维里状态,这与维里平衡的理论模型相矛盾,并与缺乏观测到的大质量无星核相一致。这些发现促使未来的观测去量化大质量团块在星前阶段的磁场支撑(目前很少被探索),从而全面了解引发大质量恒星形成的物理条件。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.08035,
  title  = {Massive Star Formation Starts in Sub-virial Dense Clumps Unless Resisted by Strong Magnetic Fields},
  author = {Ke Wang and Yueluo Wang and Fengwei Xu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.08035},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted to ApJL, 19 pages, 4 figures, 1 table