湍流扰动尺度对前恒星核碎裂与盘形成的影响
星系天体物理
2015-05-30 v1 地球与行星天体物理
太阳与恒星天体物理
摘要
弱湍流前恒星核的坍缩是恒星形成过程中的关键阶段。由于该过程高度非线性和随机性，其坍缩结果只能通过大量数值模拟进行理论研究。标准做法是根据湍流能量（或等效量）以及功率谱指数（n ≡ -d log Pk /d log k）来量化核内的初始湍流速度场。本文通过数值研究，探讨了湍流速度场的细节对孤立、弱湍流、低质量前恒星核坍缩的影响。我们表明，只要n > 3（通常如此），比n更关键的参数是湍流速度场中的最大波长λ_MAX。这是因为λ_MAX携带了大部分湍流能量，从而影响核内角动量的总量和空间相干性。我们证明，坍缩过程中致密纤维结构的形成关键取决于λ_MAX，并通过力平衡分析解释了这一发现。我们还表明，只有当λ_MAX > 0.5 R_CORE（R_CORE为核半径）时，核才具有较高的碎裂概率；碎裂的主要模式涉及纤维结构的形成和断裂；并且，虽然小的原恒星盘（半径R_DISK ≤ 20 AU）会常规形成，但更大的盘则很少见。在我们模拟的这种湍流低质量核中，纤维结构中的早期碎裂抑制了大型、碎裂的原恒星盘的形成。
引用
@article{arxiv.1109.0280,
title = {The influence of the turbulent perturbation scale on prestellar core fragmentation and disk formation},
author = {S. Walch and A. P. Whitworth and P. Girichidis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.0280},
year = {2015}
}
备注
11 pages, 7 figures; accepted for publication by MNRAS