利用 ALMA 研究大质量无星核的动力学

质量大于太阳的恒星是如何形成的，恒星初始质量函数（IMF）又是如何建立的？此类中等质量和大质量恒星可能诞生于相对大质量的前恒星气体核，其质量大于热金斯质量。湍流核吸积模型认为此类核处于近似维里平衡状态，并与周围的团块介质处于近似压力平衡状态；其内部压力由湍流和磁场共同提供。另一种竞争性吸积模型则要求初始条件强烈偏离维里平衡，从而导致广泛的碎裂直至热金斯尺度，随后中等质量和大质量恒星通过竞争性 Bondi-Hoyle 吸积形成。为了检验这些模型，我们通过对红外暗云（IRDCs）的中红外消光测绘，确定了四个主要的大质量（约 100 Msun）团块示例。Fontani 等人发现这些天体中 N2H+ 具有高氘化分数，这与它们是无星核的结论一致。在此，我们展示了针对这四个团块的 ALMA 观测结果，以 2.3"的分辨率探测了 N2D+(3-2) 谱线。我们发现了六个 N2D+ 核并确定了它们的动力学状态。观测到的速度弥散和尺寸大致符合湍流核模型的预测，即自引力、磁化（阿尔芬马赫数 m_A~1）且维里化的核，其边界受周围团块的高压限制。然而，在质量高达约 60 Msun 的最大质量核中，我们的结果表明可能需要适度增强的磁场（使得 m_A~0.3），才能使结构处于维里和压力平衡状态。因此，受磁场调节的核形成可能在控制大质量核的形成、抑制其碎裂以及进而帮助建立恒星 IMF 方面起着重要作用。