星系盘中的恒星形成与气体动力学：物理过程与数值模型

恒星形成依赖于可用的气体“燃料”以及星系环境，在气体主要呈分子态且恒星（及暗物质）密度较高的区域，比恒星形成率更高。气体在不同热成分之间的分配本身必然依赖于恒星形成率，因为稳态分布需要加热（对于原子成分，主要来自恒星紫外辐射）和冷却之间的平衡。在本报告中，我讨论了一个用于盘状星系恒星形成率的简单热力学和动力学平衡模型，其基本输入是总气体面密度以及恒星和暗物质的体密度，在约千秒差距尺度上平均。星系环境之所以重要，是因为恒星和暗物质的垂直引力将气体压缩向银道面，有助于建立压力，从而影响冷却速率。在平衡状态下，恒星形成率必须演化，直到气体加热率足够高以平衡该冷却率，并维持由局部引力场所施加的压力。除了讨论该平衡模型的公式化表述，我还回顾了多相盘数值模拟的现状，重点关注表征弥散星际介质平均性质的物理量的测量。基于模拟，弥散星际介质中的湍流水平似乎对局部盘面条件和能量驱动率相对不敏感，这与观测结果一致。原子星际介质中冷气体与暖气体的比例如何通过质量交换过程控制，仍有待从观测和模拟两方面确定。