原始分子云的形成与碎片化

关于原始星际介质热力学史、化学富集、重化等许多问题在物理宇宙学中都有深刻关联，这些问题与原始星系结构的本质及演化密切相关。特别是原始星形成效率和原始 IMF 的问题尤为重要。我们 presenting 基于高分辨率三维自适应网格细化模拟结果，这些模拟跟踪了原始分子云的坍缩及其在宇宙学代表体积内的后续碎片化。从 128 kpc 缩放尺度精确跟踪至 1 pc。同时考虑了暗物质动力学、流体力学以及所有相关化学和辐射过程（冷却），基于以簇为归一化的 CDM 结构形成模型。原始分子云约为 10^5 太阳质量，通过多个形成氢分子对象（气体中氢分子分数约为 10^-4）的合并组装而成。当次级碎块合并时，冷却使中心 halo 内的温度降至约 200 K 的“冷袋”。在该冷袋中，发现一个在中心拥有约 200 太阳质量且数密度 > 10^5 cm^-3 的准水力学压缩核心。我们发现，少于 1% 的原始气体在此类小尺度结构中冷却并坍缩至足以用于原始星形成的高密度。值得一提的是，本研究实现了结构化自适应网格技术在宇宙流体力学中覆盖的最高动力学范围。