反馈与星系动力学：基于 PHANGS 调查对 34 个星系中湍流与星形成的研究

本文研究了星际湍流速度与局部星形成率面密度 (Sigma_SFR) 之间的相关性，使用 PHANGS 调查中的 CO 观测数据。分子气体的局部速度分散 (sigma) 随 Sigma_SFR 的增大而上升，但核散热参数 (alpha_vir) 约为常数，表明分子气体仍保持自引力状态。这一相关性的产生是因为 sigma 取决于分子面密度 (Sigma_mol) 和云块质量 (M_mol)，而 Sigma_SFR 随这两个量的增大而上升，这源于 CO 的星形成效率 nearly 恒定。同时考察了压力波动 Delta Sigma_SFR 与 Azimuthal 角向分子压力 Delta P_mol 之间的相关性，其与 Delta Sigma_SFR 的相关性弱于总量之间的幂律相关性预期，这暗示了螺旋臂中每单位分子的星形成效率略有提升。动力学平衡压力与星形成率整体上呈良好相关性，P_DE ~ Sigma_SFR^1.3，斜率高于其他研究。角向波动 Delta P_DE(Delta Sigma_SFR) 紧随总相关性 P_DE(Sigma_SFR)，提示部分相关性可能是星形成的前驱，而非反应。星系动力学过程呈线性相关，即 Sigma_SFR~(Sigma_gas R)^(1.0±0.3)，其中 Sigma_gas 为总气体面密度，R 代表 epicyclic frequency (kappa)、shear rate (A) 或 orbit rate (Omega)。这些结果表明反馈与星系动力学在星系演化中发挥着重要作用。