坍缩分子云及其恒星形成活动的演化模型 II：恒星形成率的质量依赖性

基于先前发表的分子云 (MCs) 及恒星形成率 (SFR) 演化模型（假设云团经历整体坍缩且 SFR 受电离反馈控制），我们讨论了分子云中恒星形成率 (SFR) 和效率 (SFE) 的各种性质对云团所能达到的最大质量的依赖性。由于该模型忽略了其他各种过程，所呈现的结果为上限。我们发现，最大质量 $\Mmax \lesssim 10^4 \Msun$ 的云团在其生命终结时会经历一次迷你爆发，此时 SFR 达到峰值 $\sim 10^4 ~\Msun \Myr^{-1}$，尽管其时间平均值仅为 $\SFRavg \sim \hbox{ a few} \times 10^2 \Msun \Myr^{-1}$。相应的效率为 $\SFEmax \lesssim$60\%$和$\SFEavg \lesssim $1\%$。对于质量更大的云团 ($\Mmax \gtrsim 10^5 ~ \Msun$)，SFR 首先增加，然后在约 $10^7$ 年内保持大致恒定，因为这些云团在演化早期就受到了恒星反馈的影响。我们发现 $\SFRavg$ 和 $\SFEavg$ 可分别由拟合公式 $\SFRavg \approx 100 (1+\Mmax/2 \times 10^5 ~ \Msun)^{2} ~ \Msun \Myr^{-1}$ 和 $\SFEavg \approx 0.024 (\Mmax/10^5 ~ \Msun)^{0.28}$ 很好地表示。大质量模型云团遵循 Gao \& Solomon 针对红外星系获得的 SFR-致密气体质量关系，并外推至分子云尺度。低质量云团落在此关系之上，这与最近的观测结果一致。对模型预测的 $\SFRavg$ 在银河系 GMC 质量谱上进行积分，可得出符合实际的银河系 SFR 值。我们的结果进一步支持了以下观点：形成恒星的 GMCs 可能处于整体坍缩状态，但由于大质量恒星的反馈导致大部分云物质蒸发，其净 SFR 和 SFE 仍然较低。