旋转对原始恒星形成云的影响

在原始恒星形成云坍缩过程中，气体的热力学演化显著依赖于初始旋转程度。然而，关于初始旋转如何影响加热与冷却过程，从而影响导致第三星族恒星形成期间气体碎裂的温度，目前尚无清晰认识。我们报告了使用改进版Gadget-2代码进行的三维平滑粒子流体动力学(SPH)模拟旋转自引力原始气体云的结果，其中初始转动能与引力能之比($\beta_0$)跨越两个数量级变化。我们发现，尽管云中没有任何初始湍流和磁场，角动量分布导致形成一个盘并积聚，该盘碎裂成若干团块。我们进一步考察了在理想化以及来自宇宙学模拟的更现实的极小晕中形成的原恒星的行为。宇宙学极小晕的热力学演化和碎裂行为与人工情形相似，特别是在具有类似$\beta_0$参数的情况下。具有较高旋转支撑的原恒星在多个尺度上展现出螺旋臂状结构，并且吸积率较低。这类云往往碎裂更多，而一些原恒星逃离星团，有可能存活至今。与缓慢旋转对应体相比，它们形成所需时间也长得多。我们得出结论：在极小晕中使用适当的气体初始条件是研究原始恒星演化和最终命运的关键性和决定性因素。