超声速湍流与冷介质的碎片化

本文研究了速度场在冷介质碎片化中以及原恒星形成中的作用。速度场采用可压缩湍动流模型进行描述。超声速湍动速度场可将介质碎片化为小于局部 Jeans 质量的团块，从而稳定介质，防止原恒星形成。基于此思想，本文确定了原恒星形成效率及原恒星质量分布作为以下环境参数函数：平均密度 $n_{0}$、平均温度 $T_{0}$、均匀湍动速度 $\sigma_{v,0}$（或其马赫数 ${\cal{M}}_{t}$）、后冲击冷却时间（例如化学反应）。主要结果如下：i) 原恒星质量分布及其对环境参数的依赖性被量化；ii) 特征原恒星质量为 $M_{J,cl}\propto n_{0}^{-1/2}T_{0}^{2} \sigma_{v,0}^{-1}$；iii) 原恒星形成效率 $e$ 随平均密度、平均温度、给定尺度上的速度色散以及后冲击冷却时间（例如金属丰度）而升高：$e\propto n_{0}^{{3/2}(\beta-1)}T_{0}^{\beta -1} \sigma_{v,0}^{-5(\beta-1)}L_{0}^{3(\beta-1)}$，其中 $\beta>1$ 为团块质量分布的指数；iv) 该效率对环境参数极其敏感，因此也随着星系形成系统的动力学演化而变化。