高红移盘中原型块压缩性湍流的起源

巨大的、形成星的 clump 在富气、高红移盘中通常被假设为由于引力不稳定性形成，其中 protoclumps 的 Toomre-$Q$ 参数小于 1。然而，一些宇宙模拟显示，clump 可以在 $Q\gg1$ 的区域形成。在这些模拟中，存在一种压缩湍流模式的过量，这导致那些不应根据线性理论发生引力坍缩的区域发生坍缩。相比之下，孤立模拟中形成 clump 的位置并不显示这种过量，暗示起源可能是外部的。我们探讨了两种可诱导 protoclumps 区域盘湍流压缩模式的外部机制，即由宇宙环境产生的压缩潮汐以及直接由流入流产生的驱动。我们将局部压缩潮汐强度和新鲜流材料的量与 zoom-in 宇宙模拟中的 protoclumps 区域相关联。局部压缩潮汐强度来源于潮汐张量。局部流入流强度来源于流与平均值相比的比例。我们发现，protoclumps 的潮汐场倾向于呈压缩，而盘中随机区域呈发散潮汐。具体而言，在 25% 的 protoclumps 中，潮汐场为完全压缩，而没有随机区域位于完全压缩潮汐的区域。此外，protoclumps 倾向于位于流入流质量分数为平均值的 2-10 倍的区域。压缩潮汐和流入流都与 protoclumps 相关联，因此可作为引发过量压缩湍流以启动 clump 形成的驱动因素。这构成了一种新的、非线性的高-$z$ 星系暴力盘不稳定模式。