剪切对盘状星系星形成率的影响

确定控制银河尺度星形成率（SFR）的物理过程对于改进对星系演化的理解至关重要。轨道剪切的作用目前尚不清晰，一些模型预期SFR和SFE（星形成率与效率）随剪切增加而降低，例如如果剪切稳定了气体免于引力坍塌；而另一些模型则预测率率会增强，例如如果剪切驱动的巨型分子云（GMC）之间碰撞触发星形成。扩大对 Suwannajak、Tan 与 Leroy (2014) 中16个星系的分析，我们评估了SFE按轨道时间归一化（$\epsilon_\mathrm{orb}$）在49个来自 PHANGS-ALMA 调查星系中的剪切依赖性。特别是，我们测试了剪切驱动的 GMC 碰撞模型的预测，即 $\epsilon_\mathrm{orb}\propto(1-0.7\beta)$，其中 $\beta\equiv{d}\:\mathrm{ln}\:v_\mathrm{circ}/d\:\mathrm{ln}\:r$，即SFE按轨道时间随剪切减小而下降。我们拟合函数 $\epsilon_\mathrm{orb}=\epsilon_\mathrm{orb,\,0}(1-\alpha_\mathrm{CC}\beta)$，找到 $\alpha_\mathrm{CC}\simeq0.76\pm0.16$；另一种拟合对 $\epsilon_\mathrm{orb}$ 按每个星系的中位数值归一化，得到 $\alpha_\mathrm{CC}^*=0.80\pm0.15$。这些结果与剪切驱动的 GMC 碰撞理论的预测良好一致。我们还检查了银河系 bar 对 $\epsilon_\mathrm{orb}$ 的影响，发现 bar 的存在会导致SFE在这些区域略微下降，这可归因于这些区域的剪切率较低。我们讨论了这些结果对 GMC 生命周期和星系环境依赖性星形成活动的意义。