多相星系盘中恒星形成率的调控：一个热/动力学平衡模型
宇宙学与河外天体物理
2015-05-19 v1 星系天体物理
摘要
我们发展了一个调控盘状星系中恒星形成率Sigma_SFR的模型，其中恒星紫外辐射对星际介质的加热起着关键作用。通过要求弥散气体同时处于热平衡和(垂直)动力学平衡，并且恒星形成率与自引力成分的质量成正比，我们得到了Sigma_SFR作为总气体面密度Sigma和恒星+暗物质密度rho_sd函数的预测。这一关系的物理基础是，弥散星际介质中的热压力(与紫外加热率成正比，因此也与Sigma_SFR成正比)必须调整到与垂直引力场所设定的银盘面压力相匹配。我们的模型适用于Sigma < 100 Msun/pc^2的区域。在弥散气体占主导的低Sigma_SFR(星系外围)区域，理论预测Sigma_SFR \propto Sigma (rho_sd)^1/2。当Sigma_SFR较低时热平衡压力的下降意味着，与观测一致，恒星形成可以(以递减的效率)延伸到星系的大半径处，而不是有一个尖锐的截断。进入我们模型的主要参数是弥散星际介质中热压力与总压力的比值、处于暖相的弥散气体比例，以及自引力云中的恒星形成时标；所有这些(原则上)都是可直接观测的量。在低面密度下，我们的模型依赖于平均银盘面FUV强度(或弥散气体中的热压力)与恒星形成率的比值，我们根据太阳邻域的值设定了该比值。我们将结果与最近的观测进行了比较，显示在一组旋涡星系的方位角平均数据上总体吻合良好。对于大型絮状旋涡星系NGC 7331和NGC 5055，理论与观测之间的对应关系非常接近。
引用
@article{arxiv.1008.0410,
title = {Regulation of Star Formation Rates in Multiphase Galactic Disks: a Thermal/Dynamical Equilibrium Model},
author = {Eve C. Ostriker and Christopher F. McKee and Adam K. Leroy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.0410},
year = {2015}
}
备注
49 pages, 7 figures; accepted by the Ap.J