湍流磁化云中的恒星形成效率

我们通过模拟和观测研究了湍流、磁化分子云中的恒星形成效率（SFE）。我们发现，在具有无散、混合和压缩驱动湍流、声速马赫数3-50、以及超阿尔芬到跨阿尔芬磁场的模拟中，密度和柱密度的概率密度函数（PDF）都随着SFE的增加而发展出斜率变平缓的幂律尾。PDF的高密度尾与等效径向密度轮廓ρ ~ r^(-κ)（κ ~ 1.5-2.5）一致，与观测相符。研究速度-尺寸标度，我们发现所有模拟都与超音速湍流的观测v ~ l^(1/2)标度一致，并且在声速尺度以下似乎趋近于Kolmogorov湍流v ~ l^(1/3)。然而，速度-尺寸标度在很大程度上与SFE无关。相比之下，密度-尺寸和柱密度-尺寸标度对恒星形成高度敏感。我们发现密度功率谱P(ρ,k) ~ k^α的幂律斜率α，或等效地柱密度的Δ-方差谱DV(Σ,l) ~ l^(-α)，在SFE ~ 0时从α < 0转变为恒星形成进行时（SFE > 0）的α > 0。我们提供了一个从α测量值计算SFE的关系式。通过研究文献，我们发现从大尺度原子介质、冷分子云到致密恒星形成核的观测中，α值范围从-1.6到+1.6。根据这些α值，我们推断出SFE，并与基于年轻恒星天体（YSO）计数的独立测量结果（在可用时）吻合良好。我们的SFE-α关系提供了一种仅基于云的柱密度图独立估计SFE的方法，无需事先知道恒星形成活动或YSO计数。