本地与遥远恒星形成区的尺度-光度标度关系

我们利用对低红移(z<0.1)与高红移(1<z<5)恒星形成区综合数据样本的贝叶斯推断研究恒星形成标度关系。该完整数据集跨越广阔的宿主星系恒星质量范围($M_{*} \sim10^6-10^{11} M_{\odot}$)与团块恒星形成率(SFR $\sim10^{-5}-10^2 M_\odot yr^{-1}$)。我们使用基于马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)采样技术的贝叶斯统计建模工具 Stan，拟合恒星形成团块尺度(r$_{H\alpha}$)与光度(L$_{H\alpha}$)之间的幂律关系。针对完整样本及基于红移与样本间选择效应的子集，探究了该标度关系中的趋势。在我们的研究中，未发现尺度-光度标度关系存在红移演化的证据，也未发现透镜与非透镜数据间斜率的差异。有证据表明高与低恒星形成率面密度($\Sigma_{SFR}$)团块的标度关系存在转折。尺度-光度幂律拟合结果为：低 $\Sigma_{SFR}$ 团块 L$_{H\alpha}\sim$ r$_{H\alpha}^{2.8}$，高 $\Sigma_{SFR}$ 团块 L$_{H\alpha}\sim$ r$_{H\alpha}^{1.7}$。我们提出一个模型，其中恒星形成团块形成于引力不稳定性位置，并产生由斯特龙根半径表示的电离区。若半径小于盘标高，则标度关系为 $L \propto r^3$(高 $\Sigma_{SFR}$ 团块)；若半径大于盘标高，则标度关系为 $L \propto r^2$(低 $\Sigma_{SFR}$ 团块)。