检验恒星形成理论的假设与预言

(摘要略)。我们展示了等温、磁流体动力学 (MHD)、超声速湍流的数值模拟，旨在检验恒星形成 (SF) 理论中经常假设的各种假说。我们考虑了三次模拟，每次具有不同的物理尺度、均方根声速马赫数和金斯参数组合，但选取方式使得维里参数值相同并符合 Larson 标度关系。与非磁性情况一样：我们在 MHD 模拟中未发现同时处于亚声速且超金斯尺度的结构。我们发现，当开启自引力时，小尺度超金斯结构的比例会增加，而仅由湍流产生引力不稳定致密核的概率非常低。这意味着自引力通常不仅是诱发金斯不稳定核坍缩所必需的，也是形成这些核所必需的。我们发现较密区域往往具有更负的速度散度值，表明存在朝向区域中心的净内流。利用 Federrath & Klessen 最近提供的表达式，我们将模拟结果与 Krumholz & McKee、Padoan & Nordlund 以及 Hennebelle & Chabrier 提出的近期 SF 理论的预言进行了比较。我们发现，在 MHD 情况下，这些理论均无法复现我们模拟中观测到的 SFEff 对 Ms 的依赖关系。在 HD 和 MHD 两种情况下，理论预言的 SFEff 均比我们模拟中观测到的值大半个到一个数量级。我们得出结论，此类模拟中所采用且近期 SF 理论所假设的流动类型，可能无法正确代表实际云内的流动，而假设其能代表的理论可能遗漏了流动的某个基本方面。我们建议，更真实的机制可能是层级引力坍缩。