分子雲の形成におけるダストの動的な役割

分子雲の形成におけるダストの動的な役割
2020年10月30日に提出
塵は星間物質の通常の微量成分です。拡散ガスの分子雲への収縮におけるその動的な役割は、質量分率が小さいため、一般に無視できると考えられていますf≃ 0.01。ただし、この研究で示されているように、ガスに対するダスト粒子の集団運動は、スケールでの媒体の不安定化に大きく寄与する可能性がありますλ ≲λJ。ここで、λJはジーンズの長さスケールです。静止している均一な自己重力ガスの線形摂動は、λ ≃λJでわずかに安定していますが、粒子のドリフトが考慮されるとすぐに、（fτ）にほぼ等しい速度で成長し始めます。（fτ）1 / 3t− 1ff、ここで、τは、雲の自由落下時間t_ {ff}の単位で表される粒子の停止時間です tff。成長速度のfへのこのような弱い依存性の原因となる物理的メカニズムfは、ガスの自己重力によって停止された重い音波の共鳴と、ダスト画分の摂動によって引き起こされた弱い重力引力です。ダストの定常的な亜音速バルクドリフトがあると、 lambda ＜ lambda_Jで成長するガスダスト摂動λ ＜λJ波数ベクトルに投影されたドリフト速度で伝播する波になります。それらの成長にも共鳴の性質があり、成長速度は、自己重力がない場合のガスとダストの混合物の最近発見された共鳴不安定性の成長速度よりもかなり大きい。新しい不安定性は、冷たい星間ガスの雲への重力収縮を促進し、さらに分子雲の形成と進化のさまざまな段階でサブジーンズサイズのほこりっぽい領域を生成する可能性があります。


図1.モードの中で最大のℑ[ω]> 0は、式（28）の解とf = 0.01の波数の絶対値です。
Vˆ|| =0.0、0.1、0.5、0.8、0.9、0.95でそれぞれパネル（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）。 実線（黒）、点線（赤）、破線（緑）、一点鎖線（青）、一点鎖線（マゼンタ）線はそれぞれτ= 0、0.01、0.1、1.0、10を示しますl


図2.上部パネルと下部パネルの曲線は、それぞれℜ[ω]とℑ[ω]を示しています。ここで、ωは式（28）の解です。 実線（黒）と点線（赤）
線は、それぞれ、f = 0で得られた2つのHSWとSDWを示しています。一点鎖線（緑）と一点鎖線（青）は、2つの減衰モードを示しています。
一点鎖線（マゼンタ）は、f = 0.01の成長モードを示しています。 左上のパネルの一点鎖線（マゼンタ）は、実質的に一致しているため表示されていません。
点線（赤）で。 Vˆ|| = 0.0およびVˆ|| =左側と右側のパネルでそれぞれ0.1。 すべてのパネルでτ= 1.0。 左下の黒丸
右下のパネルは、それぞれ式（45）と（43）で与えられる解析解を表しています。 塗りつぶされた四角は分析ソリューションを表します式（47）で与えられます。


図3.Vˆの図2の右側のパネルと同じ
|| = 0.5。塗りつぶされた四角は、式（47）で与えられる分析解を表します。


図4.Vˆの図2と同じ
|| = 0.7およびVˆ|| =左と右のパネルでそれぞれ0.704。 成長と減衰が発生するバンドがあります
モードは右下のパネルで反転します。 塗りつぶされた四角は、式（47）で与えられる分析解を表します。