检验致密分子气体中恒星形成效率的普适性

最近的研究表明，致密气体中的恒星形成（SF）在银河系云和外部星系中可能由基本相同的规律支配。然而，这一结论仍有争议，因为在银河系和河外研究中使用了不同的示踪剂来探测致密气体质量。我们利用HCN(1-0)、HCO$^+$(1-0)及其同位素异构体对Aquila、Oph.和Orion B进行了观测，以校准在河外研究中用作致密气体示踪剂的HCN和HCO$^+$谱线，并检验致密气体中恒星形成效率SFE$_{dense}$可能的普适性。观测发现H$^{13}$CO$^+$和H$^{13}$CN是Herschel探测到的纤维状结构的良好示踪剂。将光度$L_{HCN}$和$L_{HCO^+}$与参考质量$M_{Herschel}^{Av>8}$比较，发现经验转换因子$\alpha_{Herschel-HCN}$和$\alpha_{Herschel-HCO^+}$与局部FUV强度反相关。与Pety等人（2017）一致，发现HCN和HCO$^+$也能示踪低至Av>2的气体。因此，已发表的河外HCN研究必然示踪了所有中等密度气体。根据近邻云中典型的柱密度PDF估算这种中等密度气体的贡献，我们得到了如下依赖于$G_0$的河外星系HCN转换因子：$\alpha_{Herschel-HCN}^{fit'}=64\times G_0^{-0.34}$。利用$\alpha_{Herschel-HCN}^{fit'}$重新估算河外星系的致密气体质量，我们发现SFE$_{dense}$在跨越8个数量级的致密气体质量范围内异常恒定。我们的结果证实，星系的SFE$_{dense}$在从约1-10秒差距到>10千秒差距的广泛尺度上准普适。基于Herschel近邻云研究中发现的SF与纤维状结构之间的紧密联系，我们认为SFE$_{dense}$主要由纤维结构中SF的微观物理决定。