恒星形成律中物理变化的起源

对外部星系及银河系内局部恒星形成云的观测提出了多种恒星形成律，即恒星形成面密度（Sigma_SFR：单位面积和单位时间内形成恒星的气体量）与可用气体面密度（Sigma_gas）之间简单的直接关系。在扩展先前研究的基础上，我们表明，针对银河系云、邻近星系以及高红移盘和星暴星系所观测到的这些不同甚至有时相互矛盾的关系，可以统一为一个普适的恒星形成律，其中 Sigma_SFR 约为局部气体坍缩率 Sigma_gas/t_ff 的 1%，但该关系中仍存在显著的弥散。利用计算机模拟和理论模型，我们发现观测到的弥散可能主要受湍流马赫数的物理变化以及恒星形成效率差异的控制。次级变化可由维里参数、湍流驱动机制和磁场的变化引起。我们模型的预测可通过观测进行检验，这些观测需约束银河系云、外部盘星系以及低红移和高红移星暴星系中的马赫数和恒星形成效率。我们还发现，当绘制 Sigma_SFR 与 Sigma_gas/t_ff 的关系图时，降低望远镜分辨率并不会强烈影响此类测量。