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从左上角到右下角:在一个边长200 au的立方体中,氢核的数密度,温度,H2分数和自由下落时间超过声音穿越时间,用质量和穿过的细胞密度的平方加权沿着视线

随着化学热不稳定性的发展和冷却时间低于自由落体时间,二级丛凝结出母云,这在主丛的右上方是可见的

从右下方的面板可以看出丛的重力不稳定性,这表明自由下落时间已经下降到声音穿越时间以下

图片来源:Greif等

2013年天文学家开发了一种新的计算算法,使他们能够跟踪恒星形成过程,直到非常小的尺度,跟踪丝状子结构和次级团块的发展,只有几十个天文单位

人们认为宇宙中的第一批恒星在大爆炸之后仅仅几亿年就形成了大约137​​亿年

他们加热并电离原始的星系际星系介质,他们的超新星爆炸使第一重元素富含原始气体(宇宙出生时只有氢气和少量氦气)

这些恒星从根本上改变了第一个星系形成的气体的化学和热状态,从而触发了恒星形成,反馈和化学富集的第一个自我维持循环

因此,了解第一颗恒星的形成和性质是朝着早期宇宙中结构形成的全面图景迈出的重要一步

尚未直接观察到第一批恒星

虽然未来的太空任务和巨型望远镜希望能够发现它们,但它们很微弱

与此同时,几十年来,思想它们的理论家依赖于基本的物理概念和计算模拟

在当前模型中,氢和暗物质通过重力耦合在其中心形成分子氢气形成的大结构

然后,分子氢可以辐射和冷却结构,使它们进一步坍缩并加热直到恒星诞生

与整个结构相比,该过程的最后阶段迅速发生并且在小体积内;这两个问题都使得计算很难跟踪正在发生的事情

因此,存在重大的不确定性,例如:最终规模的碎片如何影响所产生恒星的出生重量

CfA天文学家托马斯格雷夫和两位同事开发了一种新的计算算法,可以跟踪恒星形成过程,直至非常小的尺度

有了它,他们能够跟踪丝状子结构和次级团块的发展,只有几十个天文单位(一个天文单位是地球与太阳的平均距离),并跟踪他们是否形成自己的天文单位星星或重组;他们还可以估计何时会出现这种碎片

新的结果表明,并非所有结构在崩溃的初始阶段都会碎裂

它们可以稳定一段中期,但随后会崩溃,这意味着先前估计的制造一些第一颗恒星的时间尺度可能比之前预期的要长

出版物:Thomas H. Greif等人,“关于原始恒星形成云中化学热不稳定的操作”,MNRAS,2013,434,(4):3408-3422; doi:10.1093 / mnras / stt1251 PDF研究复制:关于原始恒星形成云中化学热不稳定性的运算资料来源:哈佛 - 史密森尼天体物理中心图片:Greif等

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