بررسی فروریزش هست های ابرهای مولکولی کم جرم

در این رساله، تحول هسته های چگال کم جرم بررسی شده است. این هسته های چگال بخش بزرگی از هسته های ابرهای مولکولی را تشکیل می دهند که ستارگان کم جرم در آن ها شکل می گیرد. با استفاده از روش های حل نیمه تحلیلی و مجموعه ای از محاسبات عددی تحول هسته کروی خودگرانشی را بدون در نظر گرفتن اثرهای میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار داده ایم. در ابتدا با استفاده از نظریه اختلال اثرات گرمایی را در فروریزش اولیه هسته های کم جرم مورد مطالعه قرار می دهیم. برای این منظور نوسانات حجمی هسته ای خودگرانشی را در نقطه ناپایداری گرانشی درنظر می گیریم که تحت اثر آهنگ های گرمایشی پرتوهای کیهانی و سرمایشی گاز قرار دارد. نشان می دهیم که چگونه هسته های بی ستاره کم جرم غیرهمدما که در ابتدا دارای حالت پایداری مرزی می باشد تحت انقباض قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که حالت تعادل با معادله حالت پلی تروپ بیان می شود. با ساده سازی درنظر گرفته شده، فشارهای اختلالی مرتبه اول و مرتبه دوم نیز توسط معادلات حالت پلی تروپ توصیف می شوند. اگرچه اختلالات در مدل ابرمان با سرعت های مختلف برای مقادیر مختلف شاخص پلی تروپ حرکت می کنند. اما در تمامی حالات، ابر تحت یک فروریزش فروصوتی شتابدار قرار می-گیرد. این نتایج نشان می دهند که یک هسته بی ستاره می تواند به طور فروصوتی برای زمان های نسبتا طولانی، قبل از ورود به حالت فروریزش واقعی، منقبض شود که با نتایج رصدی مطابقت دارد. در ادامه، با استفاده از شبیه سازی های عددی فروریزش وابسته به زمان یک ابر همدما دارای مرز باز را در چارچوب یک شارش کروی متقارن مورد بررسی قرار می دهیم. گاز از سراسر این مرز ثابت بطور فروصوتی تا نقطه شکل گیری ستاره و یا حتی بعد از آن شارش می-کند. شرایط اولیه را به صورت حالت های نزدیک به حالت تعادل در نظر می گیریم. با این شرایط اولیه در می یابیم که سرعت های درونی برای زمان های طولانی به صورت فروصوتی باقی می ماند و ابر از بین حالت های نزدیک به حالت تعادل تحول می یابد که با نتایج رصدی مطابقت دارد. اما لحظه کوتاهی قبل از شکل گیری ستاره، سرعت ها به صورت فراصوتی در می آیند و ناحیه ای که شار فراصوتی را در بردارد به سرعت به سمت بیرون گسترش می یابد، به طوری که در زمانی که ستاره جرم نهایی خود را بدست آورده است نقطه صوتی تقریبا به نیمه های ابر رسیده است. در نتیجه آهنگ برافزایشی که پیش ستاره را بوجود می آورد بسیار بزرگتر از از مقدار است، که c_s سرعت صوت در هسته چگال می باشد. وجود سرعت های فراصوتی تا نیمه ابر و افزایش ناگهانی تابندگی نتایجی است که با مشاهدات رصدی مطابقت ندارد. این عدم تطابق در تحقیقات انجام شده توسط سایر محققان، صرفنظر از شکل و شرایط مرزی مورد انتخاب، نیز دیده می شود. از آنجایی که فرایند شکل گیری ستارگان فرایندی شبه استاتیکی می باشد نیازمند مدل های جدیدی هستیم که بتواند پاسخگوی مغایرت های موجود باشد.