原初星雲的紊流結構對第三類恆星形成之影響

Abstract

第一代恆星（第三類恆星）在早期宇宙的演化中扮演了極為重要角色。因此，瞭解它們形成機制背後的物理過程能讓我們更進一步探索早期宇宙的演化。過去的宇宙學模擬認為第三類恆星的特徵質量應為100太陽質量以上，然而目前的極貧金屬恆星觀測推測其特徵質量應為25太陽質量左右，兩者之間明顯有其矛盾之處。在恆星形成過程中，對於紊流的小尺度流體力學結構的缺乏可能是造成此差異的原因之一。我們使用自適應網格細化程式Enzo和stochastic forcing模型來模擬原初紊流在迷你暗暈中的吸積過程與在紊流中的不均勻氣體的恆星形成以驗證紊流對此問題的影響。在我們的模擬中，所有相關的重要物理均被考量進來了，如：自重力、原初氣體冷卻、第三類恆星形成和輻射反饋。在此，我們探討模型所產生的紊流原初氣體之性質和第三類恆星形成演算法是如何被紊流強度和恆星形成的數值參數所影響。瞭解這些知識將會成為我們進一步研究第三代恆星的基石。