剪切-引力过渡决定分子云中陡峭的速度色散-大小关系

速度色散-大小关系 ($\sigma_{\rm v}\sim R^{\beta}$) 是星际气体动力学性质的关键指示器，其中斜率通常被认为是 $\beta \sim 0.5$。最近的观测揭示了一条陡峭的速度色散-大小关系，斜率为 $\beta> 0.6$，这无法仅通过单一机制（如引力 $\beta\sim0.5$ 或剪切 $\beta \sim 1$）来解释。我们提出了两个组分模型 $\sigma_{\rm v_{total}} = \lambda_1 \sigma_{\rm v_{g}} + \lambda_2 \sigma_{\rm v_{shear}} = A[(GM/R)^{\frac{1}{2}} + f(R/t_{\rm shear})]$ 来解释来自 Miville-Deschênes 等人 (2017)、Zhou 等人 (2022) 和 Sun 等人 (2024) 等观测数据的陡峭速度色散-大小关系。我们发现，超过几个光世代后，小云的速度色散主要由自引力引起，而大云则主要受剪切影响，这两种 regimes 通过一个约为 100 光世代的渐变过渡相连——这是银河分子气体盘的尺度高度。云的速度色散-大小关系随着Galactocentric距离的变化，源于云内部密度结构和银河剪切速率的变化。我们的两个组分模型捕捉了分子气体动力学可能受到内部和外部因素的影响，我们期望将其应用于不同物理条件下的星系数据，以揭示其中的物理机制。