星团形成两阶段碎裂模型的非理想磁流体动力学模拟

我们利用包含双极扩散和部分电离的薄盘非理想磁流体动力学模拟来模拟分子云碎裂，其中部分电离从主要由紫外线主导的区域过渡到由宇宙射线主导的区域。这些模拟用于确定星团通过两阶段碎裂情景形成所需的条件。最近的线性分析表明，碎裂长度和时间尺度在分隔紫外线主导和宇宙射线主导电离区域的柱密度边界处会发生急剧下降。正如早期研究发现的，在超临界云中，若缺乏电离下降和规则扰动，会导致在秒差距尺度上发生单阶段碎裂，因此非线性演化产生的碎片尺寸与线性理论预测的一致。然而，我们发现，初始超临界质通比、经历发生电离下降的柱密度区域的演化，以及对质通比的规则小扰动，足以在非线性演化过程中引发第二阶段碎裂。在初始约秒差距尺度的碎片内形成了约 0.1 pc 尺度的核。对质通比的规则扰动也加速了失控坍缩的开始。