激波相互作用、湍流与恒星质量谱的起源

超音速湍流是理解星际气体结构如何产生与塑造的关键要素。在恒星形成的背景下，许多计算研究表明，致密云内密度与速度涨落的质量谱及其角动量分布，其起源均可追溯到受激波冲击的气体的统计与物理性质。在本文中，我们综述了关于类湍流过程如何解释我们在分子云中所观测到的结构的观测、模拟与理论研究。然后，我们将超音速湍流的传统观点与一个涉及多激波效应及其在星际介质中相互作用的更简单物理模型进行了比较。平面相交激波产生致密纤维状结构，并生成涡旋片，这对于在云中产生宽范围的密度与速度结构至关重要。例如，恒星初始质量函数的低质量端行为可归因于激波集合倾向于建立对数正态密度分布（或柱密度分布）的特性。涡度——对于在受激波冲击的云中跨越极宽长度尺度范围产生速度结构至关重要——也可以通过弯曲激波或相交平面激波穿过此类介质时产生。另外两个主要的物理力影响恒星形成气体的结构——引力与来自年轻恒星的反馈过程。这两者均可在 IMF 的高质量端产生幂律尾部。