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STARFORGE 观测的嵌入星形成时间尺度

太阳与恒星天体物理 2026-02-13 v2 星系天体物理

摘要

星形成发生于尘埃分子云中,随后被恒星反馈所破坏。然而,支配从深度嵌入到暴露星体的转换的时机与物理机制仍不确定。利用 STARFORGE 模拟,我们分析了“嵌入性”的演化,确定驱动显现的机制。我们发现,单个星体从嵌入到暴露的转换速度极快,在恒星达到最大质量后仅 1.3 Myr。这种快速的转换由恒星质量主导,恒星在保持高度遮蔽期间进行质量吸积,直至其反馈平衡,然后克服局部吸积。对于这些恒星质量,达到最大质量的时刻即与显现时刻相吻合。一旦这些星体被揭示,其局部、赘赘前反馈随后影响云体,驱动气体的排出。由于恒星质量主导光度,其快速、局部的演化主导了尘埃下的光度显现。我们计算了这些过程随云质量的依赖关系,发现显现始终取决于大质量星体形成的时机,这与云的自由落下时间成比例。我们还测量了尘埃与 Hα\alpha 光度的演化,其中约 2 Myr 期间,这些光度探测器超过显现星体的连续光谱,达到峰值时气体与尘埃仍紧密耦合于大质量星体附近。这些结果与观察到的寿命相符,将可观测的尘埃与线发射直接与驱动星体显现的同一局部过程联系起来,证明我们的模拟脱嵌物理在代表性地描述真实星形成区域方面具有意义。因此,由于最高亮度星体的初始嵌入高度是局部的,因此星体的显现是一个更快、更早、更局部的事件,远早于整个云体因气体排出而被破坏。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.18322,
  title  = {The Timescales of Embedded Star Formation as Observed in STARFORGE},
  author = {Tobin M. Wainer and Julianne J. Dalcanton and Michael Y. Grudić and Stella S. R. Offner and Adam Smercina and Benjamin F. Williams and L. Clifton Johnson and J. Peltonen and Eric W. Koch and Kartik R. Neralwar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18322},
  year   = {2026}
}

备注

32 pages, 16 Figures, 1 table. Published in the Astrophysical Journal, DOI 10.3847/1538-4357/ae38b7. Interactive Figures are made available with journal publication