由短寿命分子云与快速反馈导致的快速且低效的恒星形成
摘要
恒星形成的物理过程以及大质量恒星向星际介质中沉积质量、动量和能量(`反馈')是现代星系形成与演化宇宙学模拟的主要不确定因素。这些过程决定了星系的性质，但在现代星系形成模拟所分辨的单个巨分子云(GMC)的 100 pc 尺度上仍知之甚少。关键问题在于，星系中通过恒星形成耗尽分子气体的时标 ( Gyr) 为何超出 GMC 动力学时标两个数量级。要么 GMC 的质量在多个动力学时标内大部分转化为恒星，要么仅有小部分在 GMC 于一个动力学时标内被驱散前变为恒星。本文报道我们对邻近絮状旋涡星系 NGC300 中 GMC 尺度上分子气体与恒星形成空间去相关的观测，这与星系尺度上二者的紧密相关性相反。我们证明这种去相关意味着 GMC、恒星形成与反馈之间的快速演化循环。我们应用一种新颖统计方法量化演化时间线，发现恒星形成受高效恒星反馈调控，在超新星爆发前由辐射与恒星风驱动 GMC 在短时标(~1.5 Myr)内驱散。该反馈将 GMC 寿命限制为约一个动力学时标(~10 Myr)，累积恒星形成效率仅 2-3%。我们的发现揭示星系由经历剧烈、反馈驱动生命周期的构建块组成，这些周期随星系环境变化并共同定义星系如何形成恒星。将此多尺度分析系统性应用于大样本星系将为自底向上的星系形成与演化预言理论提供关键输入。
引用
@article{arxiv.1905.08801,
title = {Fast and inefficient star formation due to short-lived molecular clouds and rapid feedback},
author = {J. M. Diederik Kruijssen and Andreas Schruba and Mélanie Chevance and Steven N. Longmore and Alexander P. S. Hygate and Daniel T. Haydon and Anna F. McLeod and Julianne J. Dalcanton and Linda J. Tacconi and Ewine F. van Dishoeck},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.08801},
year = {2019}
}
备注
Published in the May 23 issue of Nature; this is the authors' version before final edits; low-resolution versions of the Supplementary Videos are available as ancillary files in the arXiv source (see the link in the top right of this page), whereas the full-resolution versions are available with the Nature publication