激波流中自引力纤维状结构形成:跨越纤维的速度梯度

在恒星形成云的典型环境中,汇聚的超音速湍流产生激波压缩区,并可形成强磁化的片状层。数值 MHD 模拟表明,在这些激波后层内,致密纤维状结构与嵌入的自引力核通过沿磁力线聚集物质而形成。由于这种优先方向的物质收集,垂直于纤维主轴的速度梯度是模拟中常见的特征。我们表明这一预言与来自 CARMA Large Area Star Formation Survey (CLASSy) 的近期观测高度一致,我们从中辨认出若干具有显著垂直于主轴速度梯度的纤维。以 Serpens South 西北部分的一条纤维为重点,我们在模拟结果与观测数据之间提供了定性与定量比较。特别地,我们表明无量纲比值 $C_v \equiv {\Delta v_h}^2/(GM/L)$(其中 $\Delta v_h$ 为跨越纤维的观测垂直速度差的一半,$M/L$ 为纤维的单位长度质量)可区分纯粹由湍流压缩形成的纤维与由引力诱导吸积形成的纤维。我们得出结论:Serpens South 西北纤维中观测到的垂直速度梯度可由来自扁平层的引力诱导各向异性吸积物质所导致。利用对模拟纤维的综合观测(synthetic observations),我们还提出密度选择效应或可解释 Dhabal 等人(2018)所报道的观测子纤维(一条纤维在速度空间分裂为两个成分)。