مقاله فروریزش مواد در یک ابر مولکولی رمبنده با دوران غیر یکنواخت درحضور میدان مغناطیسی

بخشی از مقاله

چکیده

در این مقاله سعی می کنیم اثر چرخش غیر یکنواخت را بر یک ابر مولکولی رمبنده در حضور میدان مغناطیسی بررسی کنیم. براي این منظور، معادلات حرکت یون ها و ذرات خنثی را به طور عددي حل می کنیم تا خطوط جریان را بدست آوریم. در حالت چرخش غیر یکنواخت، خطوط جریان را براي یون ها و ذرات خنثی در سرعت هاي زاویه اي مختلف و همچنین شعاع دیسک بر افزایشی را به ازاي سرعت هاي زاویه اي مختلف یک بار در غیاب میدان مغناطیسی و بار دیگر در حضور میدان مغناطیسی در زاویه    / 2 بررسی کردیم. نتایج نشان می دهند که هر قدر سرعت زاویه اي بیشتر باشد، ابر به سمت پراکندگی پیش رفته و رمبش نخواهد کرد. در ادامه تغییرات شعاع دیسک بر افزایشی براي یون-ها و ذرات خنثی در زاویه    / 4 بر حسب سرعت هاي زاویه اي مختلف بررسی شد. مشاهده شده است که اگر چه اندازه قرص مربوط به فروریزش یونها بزرگتر از فروریزش خنثی ها است، ولی شیب افزایش شعاع دیسک براي یون ها و ذرات خنثی بر حسب تغییرات اندازه سرعت زاویه ايتقریباً براي هر دو یکسان است.

مقدمه    

در حال حاضر اطلاعات مشاهده اي زیادي در ارتباط باساختار هسته هاي چگال مانند ستارگان در داخل ابر هاي مولکولی  شناخته شده است.[1] رایج ترین تصویر ارائه شده از شکل گیري    
ستارگان کم جرم رمبش درون-به-بیرون است که در مرکز کرهي حل از طریق جبري براي یک ابر گازي دورانی محدود، توسط هم دماي تکینه شروع شده و سپس یک موج انبساطی با سرعت صوت به بیرون منتشر می شود.[2] دوران یکنواخت و صلب اولین بار توسط اولریچ بررسی گردید[3] و سپس توسط کاسن و موزمان براي توجیه شکل گیري قرص برافزایشی توسعهاخیراًداده شد.[4] نظریهي فروریزش مواد و شکل گیري قرص برافزایشی با روش مندوزا و همکاران تعمیم داده شده است.[5]

آن ها دریافتند که خطوط جریان و ساختار چگالی به طور قابل مقایسه اي از مواردي که توسط اولریچ محاسبه شده بود متفاوت است. در سال 2011 نژاداصغر تاثیر میدان مغناطیسی محوري بر فروریزش ابر مولکولی رمبنده با دوران یکنواخت را بررسی نمود.[6] مولفین این مقاله اخیراً تاثیر دوران غیر یکنواخت را بر رمبش ابر مولکولی مورد مطالعه قرار دادند]٧[ و در اینجا نتایج حاصل از تاثیر میدان مغناطیسی و دوران غیر یکنواخت را ارائه می دهند.

معادلات اساسی

از آنجا که الکترون ها نسبت به یون ها تکانه ي کمتري را حمل می کنند، ما دینامیک الکترون ها را نادیده می گیریم.در این راه پایداري رانشی بین یون ها و ذرات خنثی یک شتاب کششی را که ناشی از برخورد دوجانبه ي آنهاست را بوجود می آورد. شتاب کششی ایجاد شده توسط یون ها روي ذرات خنثی عبارتست از : ~i - vi  vn - ؛ شتاب کششی ایجاد شده توسط ذرات خنثی روي  یون    ها  برابر  است    با: -   که ضریب کششی است و ~پارامتر آزاد بی بعد است که انحراف و خطا از محاسبات را درتقریب حالت پایا نشان می دهد.        معادله ي حرکت براي یون ها و ذرات خنثی در میدان گرانشی مرکز جرم به صورت زیر است:
که M جرم پیش ستاره است، qi   N1e ، mi   N 2 m p به ترتیب بار و جرم یون هستند. که ارتباط    i  و n  به صورت زیر است:                            
است که   9.51015 m32 kg 12 و ~ پارامتر آزاد بی بعد است، که انحراف وخطا از محاسبات در تقریب حالت پایا را نمایش می دهد.ما طول و زمان را به ترتیب در واحد 0/01PC و 105 سال اندازه می گیریم، بنابراین واحدسرعت0/1 kms1 است.جرم1   סּ است، بنابر این ثابت گرانشی برابر با G=45 می شود.در این شرایط خواهیم داشت:  7.8109 و.   3.5108در نهایت واحد میدان مغناطیسی برابر با 10nT 100G خواهد بود. با استفاده از این واحدها معادلات حرکت - 1 - و - - 2 می تواند در شکل بی بعد زیر بازنویسیشود:و با تکنیک بی بعد سازي معادلات، معادلات بی بعد زیر راخواهیم داشت:

برداریکه در امتداد  میدان مغناطیسی  است  وکه است. با انتخاب جهت میدان مغناطیسی در راستاي داریم ˆ  معادلات حرکت در مختصات کارتزین . B Bk zبه صورت زیراست.که زوایاي قطبی وسمتی یون ها وذرات خنثی هستند.همچنین جابج ایی شعاعی آن هاست.همچ نین شرایط اولیه مسئله به صورت زیر است:درv   فرمول بالا برابر مقدار زیر است:هما ن طور کهقبلاً ذکر شد، مشاهدات زیادي هستند که گرادی ان سرعت را در نقشه هاي هسته هاي ابر مولکولی نشان می دهند.[9]این گرادیان سرعت می تواند براي استنباط دورا ن هسته ها استفاده شود، اما ارزیابی س رعت زاویه اي آنها - -  به ط ور قابل ملاحظ ه اي پیچیده است، ز را میدان هاي سرعت اغلب حرکات ماف وق صو ت پیچیده را نمایش می دهند.

در ابتدا در حالت چرخش غیر یکنواخت  برابر با مقدار ثابت  3 1013 r ads 1 انتخاب شده بود، که در واحد زماننی 105 سالاست.  1 در حال حاضر تأثیرات سرعت زاویه اي اولیه در فروریزش هست و شکل گیري دیسک بر افزایشی تقریباً شناخته شده است .[10]که ما در ا دامه براي بررس ی چرخش غیز یکنواخت  را وابسته به خوا هیم کرد و به طور دلخواه از شکل معادلات زیر استفاده م یکنیم، و تأثیرات حاصل را بررسی می کنیم. را در محاسبات فوق برابر با مقادیر زیر قرار می دهیم:که در آن A دامنه ي سرعت زاویه اي دوران به عنوان یک پارامترآزاد است.خطو ط جریان برا ي ذرات خنثی و یون ها در مقادیر مختلف سرعت زاویه اي در شکل - 1 - ترس یم شده است در ادامه تغییرات شعاع دیسک بر افزایشی بر حس ب دامنه تغییراتسرعت زاویه اي، در   / 2 یک بار در غیاب می دان مغنا طیسی و بار دیگر در حضور میدان مغناطیسی بررسی شدهاست .