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湍流云中的前恒星核:结构、运动学与寿命的观测视角

星系天体物理 2025-09-10 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

我们分析了一组模拟的前恒星核,以促进对观测核的结构、运动学和寿命的解释。虽然我们的理论预测了恒星形成的“特征”密度,但它也预测了单个临界密度在不同核之间有所不同;因此,任何观测样本在给定的密度区间内都包含处于不同演化阶段的核。通过分析剩余寿命,我们发现经历准平衡坍缩的核在其生命的大部分时间里以两倍自由落体时标进行演化。我们的分析表明,中心柱密度和相关的半高全宽提供了中心体积密度的合理准确的观测估计量,从而也提供了自由落体时标的估计量;然而,这确实需要分辨出中心柱密度平台。具有有限光束尺寸的观测倾向于低估已演化核的密度,这使得观测寿命看起来比表观自由落体时标下降得更陡峭。我们从模拟中测量了前恒星阶段持续时间与包络下落时标的比率,发现这与观测到的前恒星核和嵌入原恒星的相对数量一致。然而,我们模拟中的绝对核寿命明显短于根据前恒星核和 Class II 源相对数量的经验测量所预期的寿命;我们讨论了造成这种差异的几个可能原因。最后,我们模拟的核在天球平面发射区域内具有几乎恒定的视线速度弥散,类似于观测到的“相干核”。我们表明,这种“相干性”是投影效应的结果,它掩盖了内禀的幂律速度结构函数。我们讨论了估计视线路径长度的可能方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.07083,
  title  = {Prestellar Cores in Turbulent Clouds: Observational Perspectives on Structure, Kinematics, and Lifetime},
  author = {Sanghyuk Moon and Eve C. Ostriker},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.07083},
  year   = {2025}
}

备注

25 pages, 14 figures, accepted for publication in ApJ