SILCC VI——含超新星、恒星风、电离辐射与宇宙线的多相星际介质结构、恒星成团与外流

我们展示了在太阳邻域条件下包含热与非热星际介质过程、星团形成以及大质量恒星反馈（恒星风、采用新颖TreeRay辐射转移方法计算的氢电离辐射、超新星（SN）以及宇宙线（CR）注入）的多相星际介质（ISM）模拟。N体动力学采用四阶Hermite积分器计算。我们系统研究了在含磁场、CR平流与扩散以及非平衡化学演化的自引力ISM中恒星反馈的影响。仅SN反馈导致强成团恒星形成，星团质量极高，环境SN密度呈双峰分布，且暖气体的低体积填充因子（VFF）通常与本地条件不一致。早期辐射反馈阻止了初始星暴，降低了星团质量和外流率。此外，包含全部反馈机制的模型中，恒星形成率面密度$\Sigma_{\dot{M}_\star} = 1.4-5.9 \times 10^{-3}$ $\mathrm{M}_\odot\,\mathrm{yr}^{-1}\,\mathrm{kpc}^{-2}$、VFF$_\mathrm{warm} = 60-80$百分比，以及热、动能、磁能和宇宙线能量密度均与观测约束吻合良好。在本文研究的100 Myr短时标内，CR仅对恒星形成和多相气体结构有温和影响，若存在则导致更冷的外流。我们的模型表明，在低气体面密度下，仅SN反馈只能捕捉到与调节恒星形成相关的部分星形成ISM及外流/内流特征。相反，恒星形成在星团尺度上由团内大质量恒星的辐射和风调节，其峰值质量与太阳邻域估计一致。