将宇宙恒星形成率与局域恒星形成相关联

我们提出一个模型，将通过等级结构形成图景得到的宇宙恒星形成率（CSFR）与（银河系）局域恒星形成率（SFR）统一起来。可以利用 SFR，通过常用于研究银河系恒星形成区中湍流作用的密度概率分布函数（PDFs）来生成 CSFR 映射。我们获得了从红移 $z\sim 20$ 到现今（$z = 0$）的一致映射。我们的结果表明，湍流表现出双重特征：在红移区间 $z\sim 3.5-20$ 内提供较高的恒星形成效率（$\langle\varepsilon\rangle \sim 0.32$），并在 $z = 0$ 时将其值降低至 $\langle\varepsilon\rangle = 0.021$。马赫数（$\mathcal{M}_{\rm crit}$，从此处 $\langle\varepsilon\rangle$ 迅速下降）依赖于多方指数（$\Gamma$）和气体的最小密度对比度。我们还推导了与局域恒星形成区中速度弥散（$\langle V_{\rm rms}\rangle$）相关的拉森第一定律。我们的模型在 $\sim 10-50\,{\rm pc}$ 范围内与拉森定律吻合良好，给出了与恒星形成相关气体的典型温度 $T_{0} \sim 10-80\,{\rm K}$。因此，大质量暗物质晕可包含若干小得多的质量晕，并能够形成类似于球状团簇的结构。由此可见，拉森定律作为大尺度结构形成的结果而出现，而这反过来又允许星系系统（包括我们的银河系）的形成。