CMZ中异常初始质量函数和星形成率的一致解释
星系天体物理
2024-03-15 v1
摘要
我们考察了各种可能解释中央分子区（CMZ）中高质量斜率以及星形成率（SFR）较低的物理过程。我们表明，CMZ所经历的强烈潮汐场和潮汐剪切与密度涡动坍缩相互抵消，但影响可忽略，无法解释这些异常现象。类似地，我们表明CMZ的强磁场提供的压力支撑可忽略不计，且由于所涉及的高密度，应不会修改云中湍流气流的概率密度函数（PDF），因此对IMF斜率影响可忽略。然而，我们表明与盘中云不同，CMZ中的云仅经历一次大尺度湍流注入，很可能主要归因于气体的条状流入。由于其较高的平均密度，CMZ云的生命周期较短，大约相当于一次典型湍流穿越时间。因此，根据Hennebelle-Chabrier星形成理论，云在“单次湍流事件”场景下只经历一次湍流诱导的密度涡动场，最终导致形成重力不稳定的原星 core。正如Hennebelle与Chabrier (2013)所示，这会导致IMF比通常情况更平坦，并产生CMZ星形成云所观察到的正确斜率。类似地，云在其生命周期内仅发生一次大尺度湍流事件，导致其SFR比在巴黎盘常规云条件下低5至6倍，同样符合观测值。因此，我们认为“单次大尺度湍流注入”事件可以解释CMZ云中浅表的IMF高质量斜率和低SFR。
引用
@article{arxiv.2403.09316,
title = {A consistent explanation for the unusual initial mass function and star formation rate in the Central Molecular Zone (CMZ)},
author = {Gilles Chabrier and Pierre Dumond},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.09316},
year = {2024}
}
备注
To appear in ApJ