在超声速引力湍流介质中将恒星形成建模为马尔可夫过程
星系天体物理
2018-10-10 v1
摘要
分子云表现出质量密度的对数正态概率密度函数（PDF），这被认为是由等温超声速湍流所致。恒星形成则被广泛假定发生于引力坍缩快于湍流运动所致变化率的扰动中。此处我们利用直接数值模拟测量了该速率随密度在一系列湍流马赫数下的变化，并显示其在高密度处比低密度处更快。此外，我们表明密度 PDF 与变化率均可自然产生于将湍流作为连续马尔可夫过程的简单模型中。描述此演化的单维朗之万方程仅依赖两个参数，却捕捉到了三维直接模拟中的完整演化。若加以修改以纳入引力，该朗之万方程也能复现含自引力的湍流模拟中坍缩至高密度物质的速率。当推广至同时包含温度与密度时，类似分析很可能适用于天体物理学的广泛领域。
引用
@article{arxiv.1809.07780,
title = {Modeling Star Formation as a Markov Process in a Supersonic Gravoturbulent Medium},
author = {Evan Scannapieco and Mohammadtaher Safarzadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.07780},
year = {2018}
}
备注
6 Pages, ApJ Letters, in Press