恒星形成定律：气体云采样的效应

最近的观测结果表明，空间分辨的恒星形成率 - 分子气体密度关系的函数形状取决于所考虑的空间尺度。这些结果可能表明，在通常仅比最大分子云大几倍的尺度上，采样效应起着根本作用。为了研究这种效应的影响，我们构建了典型恒星形成旋涡星系中分子云分布的简单模型，并假设恒星形成率 (SFR) 与云质量之间存在幂律关系，探索了一系列输入参数。我们证实，由于对分子云质量函数的随机采样，模拟的 SFR-分子气体面密度关系的斜率和离散度取决于所考虑的亚星系区域的大小，且 SFR 与分子气体之间的关系越陡峭，这种效应越大。对于大于 1-2 kpc 的区域尺寸，所有斜率值都有一个趋于~1 的总体趋势，无论输入的 SFR-云关系如何。1-2 kpc 的区域尺寸对应于云质量函数被完全采样的区域。我们量化了追踪 SFR 的数据中选择偏差的影响，无论是作为阈值（即小于给定质量值的云不形成恒星）还是背景（例如，与当前恒星形成无关的弥散发射被计入 SFR）。通过这个简单模型，明显矛盾的观测结果达成了一致，我们将模拟结果与几个星系的数据进行比较，支持 SFR 与分子气体之间存在陡峭（>1）的幂律指数。