反馈物理在设定初始质量函数峰值中的必要性

一个流行的恒星形成理论是引力湍流碎裂（gravito-turbulent fragmentation），其中自引力结构由湍流驱动的密度涨落产生。等温碎裂的简单理论成功复现了核质量函数（CMF），其形状与恒星的初始质量函数（IMF）非常相似。然而，迄今为止等温湍流碎裂的数值模拟未能识别出独立于模拟分辨率的一个碎块质量尺度。此外，磁化、自引力、等温湍流的流体方程是无标度的，且不预测任何特征质量。在本文中，我们表明，尽管等温自引力流确实产生具有由初始条件施加的质量尺度的 CMF，但该尺度随母云演化而改变。另外，形成的核经历进一步碎裂，并在足够时间后遗忘其初始条件，从而产生无标度的纯幂律分布 $\mathrm{d} N/\mathrm{d} M\propto M^{-2}$ 作为恒星 IMF。我们表明，该问题可通过引入为级联提供终止尺度的附加物理来缓解。我们此类物理的候选是一个简单的恒星辐射反馈模型。由吸积到形成中的恒星所驱动的辐射加热，阻止碎裂级联，并施加一个几乎独立于恒星形成云中的时间演化或初始条件的特征质量尺度，且与观测到的 IMF 峰值吻合良好。相反，那些为较密云引入刚性状态方程但未明确包含反馈效应的模型，并未产生不变的 IMF。