动态演化旋臂中巨分子云的多变演化

旋涡星系中巨分子云（GMCs）的形成与演化传统上是在准稳态密度波与星系激波组合模型的框架下进行研究的。然而，我们对旋臂动力学的理解正从传统的旋臂模型转变为动态演化的旋臂模型。在本研究中，我们利用一个棒旋星系的三维N体/流体动力学模拟，以秒差距级分辨率研究了动态演化旋臂中巨分子云的结构与演化。该模拟纳入了自引力、分子氢形成、辐射冷却、星际远紫外辐射加热，以及来自HII区和II型超新星的恒星反馈。与传统旋臂模型下的简单预期相反，巨分子云在旋臂中并未表现出系统性的演化序列。我们的模拟显示，巨分子云表现为高度动态的天体，其生命历程多变，涉及碰撞积聚、碰撞诱发恒星形成以及因恒星反馈而导致的瓦解。巨分子云的寿命被预测得很短，仅为数千万年。我们还发现，至少在本研究使用的分辨率和反馈模型下，大多数没有HII区的巨分子云正在坍缩，但一半含有HII区的巨分子云因其内部恒星的HII区反馈而正在膨胀。我们的结果支持动态且受反馈调控的巨分子云演化图景。尽管模拟的巨分子云是收敛而非维里平衡的，但它们很好地遵循了观测到的标度关系。我们还分析了星系潮汐和外部压力对巨分子云演化的影响，并提出，由于这些环境效应，巨分子云在盘星系中的演化十分复杂，因此不能将其视为孤立系统。