星系核中反馈调节恒星形成的不稳定性
星系天体物理
2017-03-22 v1
摘要
我们考察星系核中反馈调节的恒星形成（SF）的稳定性，并将其与延展盘中的 SF 进行对比。在星系核中，动力学时标变得短于年轻恒星反馈演化的时标。我们从解析上论证，在此情形下恒星反馈与引力之间的平衡是不稳定的。我们使用具有秒差距尺度分辨率且采用来自恒星演化模型的显式恒星反馈的数值模拟研究这一点。中心 ~100 pc 内的核气体质量、年轻恒星质量和 SFR（短时标情形）从未达到稳态，而是经历剧烈的振荡周期。恒星形成直到出现年轻恒星的临界面密度（使得反馈压倒引力），此时它们开始从核中驱逐气体。由于动力学时标短于恒星演化时标，恒星在气体被驱逐时并未死亡，而是继续推挤，触发核中恒星形成的失控猝灭。然而被驱逐的气体大体上并未脱离星系束缚，而是进入星系喷泉，在当前暴发周期的大质量恒星死亡后（~50 Myr 时标）重新填充核区。在大尺度（>1 kpc）上，星系尺度的气体含量和 SFR 更稳定。我们考察这种间歇性核恒星形成对 Kennicutt-Schmidt (KS) 关系的影响：虽然在 ~1 kpc 尺度上存在与观测相符的紧密 KS 关系，但在以星系核为中心的更小孔径中散射显著增加。
引用
@article{arxiv.1601.07186,
title = {An instability of feedback regulated star formation in galactic nuclei},
author = {Paul Torrey and Philip F. Hopkins and Claude-André Faucher-Giguère and Mark Vogelsberger and Eliot Quataert and Dušan Kereš and Norman Murray},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.07186},
year = {2017}
}
备注
14 pages; 11 figures; submitted to MNRAS; comments welcome. Animations of the isolated disks presented in this paper can be found at http://www.mit.edu/~ptorrey/media.html#iso_disks