巨型分子云的热力学：粒子大小的影响

尘埃粒子大小分布（GSD）在宇宙中跨越星形成环境的变化显著，但其对星形成的影响尚不明确。这种模糊性源于GSD与加热、冷却、辐射、化学等过程的非线性相互作用，这些过程具有竞争作用且受环境依赖性差异影响。诸如尘埃凝聚等过程预计在致密星形成区域中高效，导致小粒子丰度降低、大粒子丰度增加。为此，我们利用包含尘埃粒子动力学的全物理框架（\SF 项目）开展磁流体动力学模拟，探讨GSD变异对巨型分子云（GMC）热力学与演化的影响。我们发现，粒子大小变异显著改变GMC热力学：在固定尘埃质量、GSD动态范围和尘-气比例的前提下，较大粒子导致尘埃透射率降低。此减少的透射率使ISRF及内部辐射光子能更深地渗透，从而引发气体快速加热并抑制星形成。星形成效率对粒子大小高度敏感，当粒子大小动态范围从 $10^{-3}$-0.1 $\rm\mu m$ 扩展至 0.1-10 $\rm\mu m$ 时，星形成效率可降低一个数量级。此外，较温暖的气体抑制低质量恒星形成，降低的透射率导致更多气体形成致密电离结构。