分子云尺度及更大尺度上的Kennicutt-Schmidt关系

利用对类银河系星系的N体/气体动力学模拟，我们分析了不同空间尺度上的Kennicutt-Schmidt关系，$\Sigma_{SFR} \propto \Sigma_{gas}^N$。我们模拟了CO谱线和紫外波段的合成观测。我们采用两种方式定义的恒星形成率：基于分子云自由落体坍缩的$\Sigma_{SFR, cl}$，以及使用紫外流量校准计算的$\Sigma_{SFR, UV}$。我们研究了有效空间分辨率从分子云尺度到数百秒差距的空间平滑图的KS关系。我们发现，对于空间和运动学上可分辨的分子云，$\Sigma_{SFR, cl} \propto \Sigma_{\rm gas}^N$关系遵循幂律，指数$N \approx 1.4$。使用紫外流量作为恒星形成率校准器，我们确认了在与分子云尺寸相当的尺度上，$\Sigma_{\rm UV}$和$\Sigma_{\rm gas}$分布之间存在系统性偏移。降低我们模拟图中气体和恒星形成率面密度的分辨率，我们确定在分辨率低于约50 pc时，不存在$\Sigma_{\rm SFR, UV} - \Sigma_{\rm gas}$关系。我们发现在约50-120 pc尺度周围存在一个过渡范围，其中幂律指数$N$从0增加到1-1.8，并在大于约120 pc的尺度上饱和。饱和的指数值取决于气体面密度阈值，对于更高的$\Sigma_{gas}$阈值，该指数变得更陡。在大于150 pc的尺度上进行平均，对于约$5 M_\odot$pc$^{-2}$的气体面密度阈值，幂律指数$N$等于1.3-1.4。在大于120 pc的尺度上，使用CO数据和紫外流量确定的恒星形成率面密度$\Sigma_{\rm SFR, UV}/\Sigma_{\rm SFR, cl}$显示出约3倍的差异。我们认为这可能源于我们分析中使用的（恒定）转换因子、恒星形成效率或紫外校准值的高估。