利用PAWS巡天研究M51中GMC尺度上的气体运动学：动力学压力对分子云的稳定作用

我们利用PAWS CO(1-0)巡天的高空间和光谱分辨率，研究了标志性旋涡星系M51内部9 kpc区域内气体流运动对单个巨分子云恒星形成特性的影响。我们将M51中由于引力势偏离轴对称（即核棒和旋臂）而产生的气体流运动图像，与由Hα和24μm辐射示踪的全局恒星形成模式进行了比较。我们发现，巨分子云的动力学环境强烈影响其形成恒星的能力，具体表现为：位于具有大流运动区域的巨分子云可以被稳定，而同样质量的位于无流运动区域的巨分子云则能高效地形成恒星。我们认为，这是由于嵌入在经历大流运动的周围介质中的分子云所感受到的表面压力降低，从而阻止了坍缩。事实上，根据M51盘面观测到的流运动所预期的气体消耗时间变化，与观测到的气体消耗时间尺度变化在定量上一致。M51的例子表明，由棒和旋臂形式的引力不稳定性触发的流运动可以改变恒星形成律；这可以解释不同质量和形态的星系之间气体消耗时间的变化。特别是，我们可以解释旋涡星系相对于矮星系和星暴星系具有较长气体消耗时间的原因。我们建议，在经典自由落体时间中增加一个动力学压力项，可以产生一个适用于所有恒星形成区域和星系、跨越宇宙时间的统一恒星形成律。