Magnetic fields in the formation of the first stars – I. Theory versus simulation
Magnetic fields in the formation of the first stars – I. Theory versus simulation
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第一批恒星形成过程中的磁场 – I. 理论与模拟
DOI：
--
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
P. Li
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
C. McKee;A. Stacy;P. Li
虽然磁场在现代星星形成中很重要，但它们在原始星星形成中的作用尚不清楚。比尔曼电池产生了10^-16 G量级的磁场，这是由于气体进入暗物质微晕时产生的弯曲激波和湍流造成的，而暗物质微晕是第一批恒星形成的地方。这些领域迅速扩大了一个小规模的发电机，直到他们饱和或接近均分与湍流的中心区域的气体。分析结果给出的发电机的结果，包括在塌陷气体的压缩效果。这种气体的质量流量比是临界值的2-3倍，与当代星星形成中的质量流量比相当。使用光滑粒子流体动力学（SPH）和基于网格的自适应网格细化（AMR）的模拟结果的预测。由于每牛仔裤长度64个细胞的标准分辨率的数值粘度和电阻率比物理值大几个数量级，因此动态显著磁场在模拟中影响的质量比实际小得多。附录给出了自由落体坍缩的解析处理，包括在恒定密度背景下的坍缩。另一个附录提出了一种新的方法估计的数值粘性，结果给出了SPH和网格为基础的代码。
While magnetic fields are important in contemporary star formation, their role in primordial star formation is unknown. Magnetic fields of order 10^-16 G are produced by the Biermann battery due to the curved shocks and turbulence associated with the infall of gas into the dark matter minihalos that are the sites of formation of the first stars. These fields are rapidly amplified by a small-scale dynamo until they saturate at or near equipartition with the turbulence in the central region of the gas. Analytic results are given for the outcome of the dynamo, including the effect of compression in the collapsing gas. The mass-to-flux ratio in this gas is 2-3 times the critical value, comparable to that in contemporary star formation. Predictions of the outcomes of simulations using smooth particle hydrodynamics (SPH) and grid-based adaptive mesh refinement (AMR) are given. Because the numerical viscosity and resistivity for the standard resolution of 64 cells per Jeans length are several orders of magnitude greater than the physical values, dynamically significant magnetic fields affect a much smaller fraction of the mass in simulations than in reality. An appendix gives an analytic treatment of free-fall collapse, including that in a constant density background. Another appendix presents a new method of estimating the numerical viscosity; results are given for both SPH and grid-based codes.
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DOI：
10.1088/2041-8205/721/2/l134
发表时间：
2010
期刊：
The Astrophysical Journal Letters
影响因子：
--
作者：
Sharanya Sur;Dominik R. G. Schleicher;Robi Banerjee;Christoph Federrath;Ralf S. Klessen
通讯作者：
Ralf S. Klessen
DOI：
10.3847/1538-4357/aafbe8
发表时间：
2019-01
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Siyao Xu;S. Garain;D. Balsara;A. Lazarian
通讯作者：
Siyao Xu;S. Garain;D. Balsara;A. Lazarian
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影响因子：
6.5
作者：
Schleicher;D. R. G;Banerjee;Arshakian
通讯作者：
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DOI：
10.1088/0004-637x/731/1/62
发表时间：
2011
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Christoph Federrath;Sharanya Sur;Dominik R. G Schleicher;Robi Banerjee;Ralf S. Klessen
通讯作者：
Ralf S. Klessen