冻结效应对坍缩分子云的影响

原子和分子，特别是 CO，是星际恒星形成气体云演化过程中的重要冷却剂。尘埃颗粒的存在允许许多化学反应在其表面发生，从而强烈影响云的化学组成。在低温下，尘埃颗粒可以锁住气相中的物种，使其冻结并形成冰。从这个意义上说，尘埃会耗尽重要的冷却剂。我们的目的是理解冻结效应对引力束缚分子云热平衡及其演化的影响。为此，我们使用自适应网格代码 FLASH 进行了三维流体动力学模拟。我们在两种不同条件下模拟了一个引力不稳定云：一种包含颗粒表面化学，另一种不包含。我们让云演化直至达到一个自由落体时标，并追踪此期间的热演化和物种丰度。我们发现，在数密度为 10$^4$ cm$^{-3}$时，在包含颗粒表面化学的模拟中，大部分 CO 分子冻结在尘埃颗粒上，从而剥夺了最重要的冷却剂。结果是，我们发现气体温度上升至约 25 K。当密度达到几$\times$10$^4$ cm$^{-3}$时，由于气 - 尘碰撞冷却，温度再次下降。我们得出结论，颗粒表面化学不仅影响气相中的化学丰度，还在热演化中留下独特的印记，进而影响恒星形成云的碎裂。作为最后一步，我们给出了包含颗粒表面化学的坍缩分子云的状态方程。