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磁场对首批恒星初始质量函数的重要性

星系天体物理 2020-07-08 v2 宇宙学与河外天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

磁场在本地和高红移星系的恒星形成中都起着重要作用。近期对首批暗物质晕中发电机放大的研究表明,在红移 15 及以上宇宙首批恒星形成期间,很可能已存在显著磁场。在这项工作中,我们研究这些磁场如何潜在影响首批恒星的初始质量函数(IMF)。我们进行了 200 次高分辨率三维(3D)磁流体动力学(MHD)模拟,模拟具有不同初始湍流磁场强度的原初云坍缩(强度由早期宇宙湍流发电机理论预测),总共形成超过 1100 颗首批恒星。我们检测到在强磁场存在下受抑制碎裂的强统计特征,导致质量低到可能存活至今的首批恒星数量急剧减少。此外,强场将恒星从大多单星过渡到大多多星的转变点推向更高质量。然而,无论场强如何,单个模拟都高度混沌,显示出不同水平的碎裂和成团性,结果取决于原初云中湍流的具体实现。尽管这些仍是未从宇宙学初始条件出发的理想化模拟,我们的工作表明磁场对原初 IMF 起关键作用,其重要性甚至可能超过对现今 IMF 的作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.11502,
  title  = {The importance of magnetic fields for the initial mass function of the first stars},
  author = {Piyush Sharda and Christoph Federrath and Mark R. Krumholz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.11502},
  year   = {2020}
}

备注

17 pages, 9 figures, 3 tables; accepted for MNRAS, minor revisions from submitted version