هيكل الكثافة ومعدل تكوّن النجوم في الاضطراب غير الحراري

تخضع البيئة بين النجمية في المجرات لاضطراب فوق صوتي، والذي من المحتمل أن يتحكم في معدل تكوّن النجوم (SFR) ودالة الكتلة الابتدائية (IMF). الاضطراب بين النجمي غير عالمي، مع نطاق واسع من أرقام ماخ، وقوى مغناطيسية وآليات دفع. على الرغم من استكشاف بعض هذه المعلمات، فإن معظم الأعمال السابقة افترضت أن الغاز هو حراري. ومع ذلك، نحن نعلم أن السحب الجزيئية الباردة تتشكل من الوسط الذري الدافئ، مع مرور الغاز عبر مراحل كيميائية وديناميكية حرارية ليست حرارية. هنا نحدد دور تقلبات درجة الحرارة من خلال نمذجة الاضطراب غير الحراري بمعادلة حالة بوليترومic، حيث الضغط ودرجة الحرارة هما دالتين لكثافة الغاز، P ~ ρ، T ~ ρΓ - 1. نستخدم دقة الشبكة 20483 خلية ونقارن الأسس البوليتروبية Γ= 0.7 (معادلة حالة طرية)، Γ= 1 (معادلة حالة حرارية) وΓ= 5/3 (معادلة حالة صارمة). نجد شبكة معقدة من الألياف غير الحرارية مع مزيد من التحطيم على مقاييس صغيرة تحدث عند Γ 1، مما يعمل على تنعيم تباينات الكثافة. تتأثر دالة توزيع الكثافة الاحتمالية (PDF) بشكل كبير بتقلبات درجة الحرارة، حيث تتطور ذيل ذو قوة عند الكثافات المنخفضة لـ Γ>1. بالمقابل، تصبح PDF أقرب إلى توزيع لوغاريتمي للنماذج لـ Γ≳ 1. نستنتج ونختبر علاقة جديدة بين تباين الكثافة ورقم ماخ تأخذ في الاعتبار. هذه العلاقة الجديدة ذات صلة بالنماذج النظرية لـ SFR وIMF، لأنها تحدد نسبة كتلة الغاز الكثيف من سحابة، التي تتشكل منها النجوم. نستنتج SFR كدالة ونجد أنها تنقص بعامل ~5 من =Γ 0.7 إلى 5/3.