大质量银河系中心云 G0.253+0.016 的动力学与恒星形成潜力

投影位于距银河系中心 45 pc 处的大质量红外暗云 G0.253+0.016 包含约 $10^5 M_{\odot}$ 的致密气体，但主要缺乏观测到的恒星形成示踪物。为了参照其恒星形成潜力来仔细研究该云的物理性质、动力学和结构，我们利用 SMA 和 IRAM 30m 望远镜对该云进行了协同观测，涵盖了尘埃连续谱、CO 同位素变体、激波示踪分子以及用于示踪气体温度的 H$_2$CO。我们在~1.3 mm 波段探测并表征了 G0.253+0.016 内的尘埃核，发现气体在~0.15 pc 的尺度上动能温度 >320 K。对我们观测谱线的位置 - 速度图的分析显示，云南部存在宽谱线和强烈的激波发射，表明 G0.253+0.016 正在与另一团以 $v_{\mathrm{LSR}} \sim 70$ km/s 速度运动的云发生碰撞。通过对 CMZ 中观测动力学的分析，我们确认它是一个 elongated 结构，其取向使得 Sgr B2 比 Sgr A* 更靠近太阳，然而我们的结果表明实际几何形状可能比椭圆环更为复杂。我们发现 G0.253+0.016 的柱密度概率密度函数 (PDF) 呈对数正态分布且无明显幂律尾，这与极少的恒星形成一致，其宽度可以用预测由超音速磁化湍流产生的云密度结构的理论框架来解释。我们还给出了该区域的 delta-variance 谱，并显示其与无恒星形成的云预期一致。利用 G0.253+0.016 作为测试平台，研究在不同于邻近云的物理环境下恒星形成所需的条件，我们还得出结论：不存在一个统一的恒星形成柱密度阈值，该值取决于局部物理条件。