基于 TIGRESS 框架的核环恒星形成研究

核环是棒旋星系中心剧烈恒星形成的场所。为理解是什么决定了核环的结构与恒星形成率（SFR；$\dot{M}_{\rm SF}$），我们运行了受恒定质量流入率 $\dot{M}_{\rm in}$ 作用的核环半全局流体动力学模拟。我们采用 Kim & Ostriker 的 TIGRESS 框架来处理辐射加热与冷却、恒星形成以及相关的超新星（SN）反馈。我们发现 SN 反馈从未强到足以摧毁环或在环内各处熄灭恒星形成。在恒定 $\dot{M}_{\rm in}$ 下，环恒星形成非常稳定且持续，SFR 仅表现出轻微的时间涨落。环 SFR 与流入率紧密关联为 $\dot{M}_{\rm SF}\approx 0.8\dot{M}_{\rm in}$，对应 $\dot{M}_{\rm in}=0.125-8\,M_\odot\,{\rm yr}^{-1}$ 的范围。在环内，垂直动力学平衡得以维持，由 SN 反馈提供的中面压力平衡了上方气体的重量。SFR 面密度与中面压力近乎线性相关，正如压力调节、反馈调制的恒星形成理论所预言的那样。基于我们的结果，我们认为环 SFR 由 $\dot{M}_\text{in}$ 因果控制，而环气体质量则适应 SFR 以在由气体和恒星共同产生的引力场下维持垂直动力学平衡。