第一核吸积激波的物理与辐射性质

辐射激波在恒星形成过程中起着主导作用。第一和第二拉森核上的吸积激波涉及辐射过程，因此具有辐射激波的特征。在本研究中，我们利用解析和数值方法，探索了第一拉森核的形成，并刻画了吸积激波的辐射与动力学性质。我们开发了数值辐射流体力学计算和半解析模型，用于描述在各种物理条件下（针对辐射流体或正压流体）的辐射激波。然后，我们采用物质不透明度的灰体近似，进行了第一拉森核的一维球对称坍缩计算。我们考虑了三种不同的辐射输运模型，即：正压近似、通量限制扩散近似和更完整的M1模型。我们研究了坍缩和第一核形成的特征性质。数值结果与半解析模型的比较表明，后者能很好地再现数值计算得到的核性质。我们发现第一拉森核上的吸积激波是超临界的，这意味着核上所有吸积激波能量都被辐射出去。通量限制扩散近似与基于M1模型的结果吻合良好，因此适用于研究恒星形成过程。相比之下，正压近似不能正确描述坍缩过程中气体的热性质。我们表明，必须一致地处理辐射和流体力学，才能正确处理核形成过程中气体的冷却，从而获得核正确的力学和热学性质。