银河系巨分子云中动态恒星形成率的观测证据

星系尺度上的恒星形成已知是一个缓慢过程，但在较小尺度上是否缓慢尚不确定。我们将来自一个新全天星表的 5469 个巨分子云（GMC）与 256 个恒星形成复合体（SFC）进行交叉相关，构建了一个包含 191 个 SFC-GMC 复合体的样本——每个复合体由多个云组成，并与 191 个 SFC 匹配。这些云所容纳的恒星总质量由 WMAP 自由-自由通量推断。我们测量了 GMC 质量、维里参数、恒星形成效率 $\epsilon$ 以及每自由落体时间的恒星形成率 $\epsilon_{\rm ff}$。$\epsilon$ 和 $\epsilon_{\rm ff}$ 均跨越 3--4 个数量级。我们发现 68.3% 的云落在中位数附近 $\sigma_{\log\epsilon}=0.79\pm0.22\,{\rm dex}$ 和 $\sigma_{\log\epsilon_{\rm ff}}=0.91\pm0.22\,{\rm dex}$ 的范围内。与这些观测弥散相比，一个具有依赖于宿主 GMC 性质且时间无关的 $\epsilon_{\rm ff}$ 的简单模型预测 $\sigma_{\log\epsilon_{\rm ff}}=$0.12-0.24。若允许 $\epsilon_{\rm ff}$ 随时间变化，我们可以重现恒星形成率的大弥散。这强烈表明银河系中的恒星形成在 GMC 尺度上是一个动态过程。我们还展示了银河系的恒星形成率面密度轮廓与分子气体面密度轮廓良好相关。