湍流云块中的星团形成。III. 跨越质量谱

我们研究具有广泛质量和背景云质量面密度 $\Sigma_{\rm cloud}$ 的星团的形成与早期演化，$\Sigma_{\rm cloud}$ 有助于设定原生气体云块的初始尺寸、密度和速度弥散。考虑了 300、$3,000$ 和 $30,000$ $M_\odot$ 的初始云块质量，从中以假设的 50% 总恒星形成效率和 50% 原初双星率诞生星团。该形成是渐进的，即每个自由落体时间的恒星形成效率在 1% 到 100% 之间，因此形成时间范围可从低质量、高 $\Sigma_{\rm cloud}$ 云块的 0.7 Myr 到高质量、低 $\Sigma_{\rm cloud}$ 云块的 $\sim30$ Myr。在湍流云块模型的这一框架下，对于给定的 $\Sigma_{\rm cloud}$，质量更高的云块初始体密度更低，但其动力学演化导致更高的束缚分数，并使其形成高得多的密度星团核心且维持这些密度更长时间。这导致双星性质演化、质量 segregration 程度和动力学抛射逃逸星产生率在系统上的差异。我们讨论了这些结果对观测星团和恒星族的含义。