无星核中的子结构形成

受近期对无星分子云核中子结构观测搜索的启发，我们采用与膨胀宇宙和太阳风相同的理论框架，研究了嵌入在收缩等温云中小于金斯尺度（Jeans length）的密度扰动的演化。我们发现，初始振幅较小且金斯稳定的扰动（在无磁场情况下以声波形式传播），在收缩过程中会绝热放大，近似守恒波作用密度，直到它们在时间 $t_{\rm nl}$ 变为非线性并陡峭化为激波，或者在时间 $t_{\rm gr}$ 当金斯尺度减小到低于扰动尺度时变得引力不稳定。我们利用 Burgers 方程方法解析评估了扰动进入非线性阶段的时间 $t_{\rm nl}$，并通过数值验证确认该时间标志着扰动动能快速耗散阶段的开始。随后我们表明，对于分子云核中典型的均方根马赫数，$t_{\rm nl}$ 小于 $t_{\rm gr}$，因此密度扰动可能在变得引力不稳定之前就已耗散。无散模式（Solenoidal modes）的增长速率快于可压缩模式，并可能通过形成涡旋结构最终促进碎裂。