分子云稳定性的非线性准则

动力学上显著的磁场在分子云中被广泛观测到，质量-磁通比 lambda = (2 pi sqrt{G}) (Sigma/B) ~ 1（其中 Sigma 为总柱密度，B 为磁场强度）。人们广泛认为，lambda < 1 的“亚临界”云无法坍缩，基于 Mestel 和 Spitzer 的 virial 论证以及 Nakano 和 Nakamura 的线性稳定性分析。本文使用高分辨率数值模型（初始条件为强超声速速度分散），确认该准则是完全非线性稳定条件。所有高分辨率模型中，lambda <= 0.95 的模型形成“Spitzer 薄片”，但不会进一步坍缩。所有 lambda >= 1.02 的模型坍缩至最大数值可分辨密度。我们还研究影响超临界模型坍缩时间的其他因素。我们指出坍缩时间存在强烈的随机性：仅初始条件细节不同的模型，其坍缩时间可相差最高 3 倍。坍缩时间不能仅从速度分散确定；它还取决于其分布。最后，我们讨论了结果的天体物理学意义。