邻近星暴星系并合中的分子气体与恒星形成

我们采用真实环境反馈（FIRE-2）物理模型研究巨分子云（GMC）性质在星系并合过程中的演化。我们对模拟的对照星系与星系主并合中的分子气体性质进行逐像素分析。对照星系中模拟的 GMC 像素在速度弥散（$\sigma_v$）对气体面密度（$\Sigma_{\mathrm{mol}}$）图中遵循与近邻星系高角分辨率物理（PHANGS）巡天中本地旋涡星系观测相似的趋势。对于模拟并合中的 GMC 像素，我们观察到 $\Sigma_{\mathrm{mol}}$ 与 $\sigma_v$ 均显著增大 5–10 倍，使这些像素在 $\sigma_v$ 对 $\Sigma_{\mathrm{mol}}$ 图中位于 PHANGS 星系趋势之上。这一偏离可能表明模拟并合中的 GMC 相比模拟对照星系引力束缚程度低得多，其维里参数（$\alpha_{\mathrm{vir}}$）达到 10–100。此外，我们发现 $\alpha_{\mathrm{vir}}$ 的增大于全局恒星形成率（SFR）增高同时发生，表明恒星反馈负责驱散气体。我们还发现，在星暴事件中高 $\alpha_{\mathrm{vir}}$ GMC 的气体耗尽时间显著更短。这与低 $\alpha_{\mathrm{vir}}$ GMC 更易坍缩并以更短耗尽时间形成恒星的简单物理图像相反。这可能暗示除自引力外的某些其他物理机制正帮助星暴并合中的 GMC 坍缩并形成恒星。