银河系中分子云形成的模拟

我们利用三维流体动力学计算模拟了银河系中分子云的形成。模拟考虑了分子氢的化学动力学以及冷却和加热过程。综合引力势计入了恒星核球、双旋臂和四旋臂结构、恒星盘、暗晕的贡献，并考虑了气体成分的自引力。在我们的模型中，气体云由于剪切和不稳定性在旋臂中形成，并在 $t\simgt 100$ Myr 后转变为分子云。在 $t\sim 100 - 300$ Myr 的时间尺度上，这些云形成了尺度为 100 pc 及更大的层级结构和聚集体。我们分析了模拟云的物理性质，发现合成统计分布（如质量谱、“质量 - 尺寸”关系和速度弥散）与银河系观测结果接近。模拟分子气体分布的合成 $l-v$（银经 - 径向速度）图与观测图相似，并显示出类似于银河系分子环的结构。我们模型中该结构的存在可以解释为银河系棒和旋臂在 $\sim$3-4 kpc 处的发射叠加。