分子 KS 关系在低金属丰度下是否普适？
星系天体物理
2021-12-21 v2
摘要
近年来有推测认为，在极端低金属丰度的星系环境中，恒星形成于缺乏 H2 的区域。本文研究改变星系的金属丰度与 UV 场强度如何影响其内部的恒星形成及分子气体 Kennicutt-Schmidt 关系。利用孤立矮星系的极高分辨率 arepo 模拟，我们将金属丰度与 UV 场独立地在太阳系邻域值的 1% 至 10% 间变化。我们包含非平衡、时间依赖的化学网络以模拟星际介质的分子组成，并考虑气体对环境 UV 场的屏蔽效应。关键的是，我们的模拟直接建模了气体向恒星形成团块与核的引力坍缩及其随后的吸积，并使用 sink 粒子。在本首次发表中，我们发现将金属丰度与 UV 场降低 10 倍对恒星形成无影响，对寒冷致密的恒星形成气体影响极小。由于 HI 主导的冷气体中存在恒星形成，冷气体耗尽时间几乎比分子气体耗尽时间长一个数量级。我们研究了模拟中自然出现的 H2 Kennicutt-Schmidt 关系，并在基准的 10% 太阳金属丰度模型中求得近线性幂律指数 N = 1.09 ± 0.014。当金属丰度与 UV 场降低时，该关系适度变陡，在 1% 太阳金属丰度与 1% 太阳 UV 场模型中斜率为 N = 1.24 ± 0.022。
引用
@article{arxiv.2112.04993,
title = {Is the molecular KS relationship universal down to low metallicities?},
author = {David J. Whitworth and Rowan J. Smith and Robin Tress and Scott T. Kay and Simon C. O. Glover and Mattia C. Sormani and Ralf S. Klessen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.04993},
year = {2021}
}
备注
This article has been accepted for publication in MNRAS, published by Oxford University Press on behalf of the Royal Astronomical Society. 20 pages, 17 figures