外部乱流による雲の星団形成

シミュレーションだと分子雲全体が乱流を起こしているほうがガスの塊が小さくなり星が出来にくい。乱流が無い部分で大きな星団が出来る。以下、機械翻訳。
外部乱流による雲の星団形成
2022 年 8 月 10 日提出
星団は乱れた分子雲の中で形成されることが知られています。乱流が分子雲でどのように駆動され、これが星形成にどのような影響を与えるかはまだ不明です。周期的なボックス内のあらゆる場所で乱流が駆動されるシミュレーション設定と、乱流がボックスの外側だけで駆動される設定を比較します。結果として生じるガス分布、運動学、および雲から形成される星の数を分析します。両方のセットアップは、べき法則構造関数を使用して乱流速度場を正常に生成します。外部から駆動される雲は、より中心的でモノリシックな塊を持ちますが、完全に駆動される雲は、より小さく分散した多くの塊を持ちます。星の形成は雲の形態に従い、大きなクラスターを生成します。外部駆動シミュレーションでは星形成効率が高く、完全に駆動された場合は星形成効率がはるかに低く、個々の星形成はまばらです。グローバル階層崩壊 (GHC) シナリオに似た外部駆動の方法は、観測とより密接に一致する星団を生成すると結論付けています。


図 1. 2 つの異なるタイムステップでのシミュレーションの状態の対数列密度プロット: 重力がオンになる直前の上部 (21 Myr)。 低い
各パネルでラベル付けされた個々のシミュレーションからの最終タイムステップ。 シンク パーティクルは黒い点で示されます。


図 2. 自己重力がオンになる直前に取得されたシミュレーションの構造関数 (実線でプロット)。 予想される勾配のべき乗則
圧縮可能な超音速乱流の 0.95 (Kowal & Lazarian 2007; Kritsuk et al. 2007) が点線でプロットされています。 左のパネル: の構造を表示します。
外部駆動の速度フィールド。 右側のパネル: 完全に駆動されたシミュレーションの構造を示しています。


図 3. 各シミュレーションの最後に取得された恒星集団のグループ化を示すプロット。 左が完全に駆動されたシミュレーション、右が外部。
上が「10k」、下が「5k」のシミュレーション。


図 4. 4 つの主要なシミュレーションのそれぞれのシンク質量関数
シミュレーションごとに指定されたシンクの数が表示され、ラベルが付けられます。 の
参考のために、Salpeter べき乗則もプロットされています。


図 5. 各シミュレーションの星形成効率を示すプロット。


図 6. それぞれの最大グループの半径方向の質量分布
外部駆動シミュレーション

5 まとめと結論
この作業では、外部駆動での星形成を直接比較しました
雲、GHC シナリオに似ており、いくつかのシナリオでは雲に似ています。
重力乱流シナリオのように、あらゆる場所で乱流が発生する雲への大規模なシミュレーション。比較することでこれを行いました
2つの運転方法、最初は全体に乱流運転があります
もう一方は、シミュレートされた領域内の中央のボックスで乱流走行が禁止されています。
2 つの運転方法のさまざまな指標を比較します。
速度構造関数、IMF、質量分離、クラスターなど、他のシミュレーション作業や観測との比較
形態、および雲の形態。
すべてのシミュレーションは、に近いフロー構造を示しています。
速度によって証明されるように、超音速乱気流の予想
重力をオンにする前に構造が機能します（図2）。
エッジ主導のシミュレーションは、よりクラスター化されたモードを開発します
星形成の様子 (図 3)。
どちらの場合も (図 4)、エッジ駆動のシミュレーションではより多くの結果が得られます。
星 (図 5) と形成されたグループ (図 6) の質量分離を示します。
ガスと星の人口の両方の形態は、2つの運転方法の大きな違い。フルドライブ
ボックスには、ボックス全体に分散した小規模な塊があり、同じパターンに従って星形成が広がっています。外部駆動
ボックスは、フィラメントのシステムで囲まれたより大きな中央の塊を示しています。これにより、塊の中心に大きなクラスターが生成されます
フィラメントに沿ってより多くの星が形成されます。
星形成の詳細を観測結果と直接比較すべきではありませんが、シミュレーションでは質量分解能が限られているため、
この比較は、重力乱流の実装 (完全に駆動されたボックス) とのクラスタリング プロパティの違いを示しています。
GHC 実装 (エッジドリブン ボックス) は期待どおりです それぞれのシナリオ、つまり雲の長さスケール
乱流に支えられず、自由に崩壊し、葉 星のクラスタリングのサイズスケールの痕跡。
外部駆動による星団形成は非常に重要であることが判明 乱流で崩壊する雲のシミュレーションに似ています (例: Dale 2017;
ベイト等。 2014)、衝突流シミュレーション (例: Liow & Dobbs 2020;ドブス等。 2020; Dobbs & Wurster 2021)、および観測
(e.g. Hillenbrand & Hartmann 1998) 星のグループ化と質量
関数は平衡乱流よりもはるかに現実的です
シミュレーション。完全駆動シミュレーションとの違い
観測は、特定のシミュレーションの制限による可能性があります
（特に質量分解能）。熱力学の詳細、MHD、また、調査していないフィードバックがこの結果に影響を与える可能性があります (例:
リー & ヘネベル 2018a;リー & ヘネベル 2018b; Guszejnov等。
2021;グルディッチら。 2018;アペル等。 2022;フェデラス 2015;パドアンら。 2017)。しかし、私たちが行ったシミュレーションから、分子雲の駆動機構が巨大であることを確認
星形成への影響。