分子气体轨迹与肯奇特-施克特法则的关系

我们给出一种模型，说明肯奇特-施克特（KS）法则——即描述星形成率与气体面积或体积密度之间相关性的法则——如何取决于用于追踪气体的分子线。我们表明，对于可在低温下激发的分子线，KS 法则取决于该分子线的临界密度与星系中星形成分子云中间密度之间的比较。高临界密度的分子线追踪跨越星系类型的相似物理特性的区域，这产生了线灰度与星形成率之间的线性相关性。低临界密度的分子线探测跨越星系中区域特性不同的区域，导致星形成率随线灰度超线性变化。我们表明，一种简单模型——将分子云视为等温均匀体——可定量再现远红外与 CO(1→0) 和 HCN(1→0) 线灰度之间的观察到的相关性，这自然解释了这些相关性具有不同斜率的原因。我们预测，对于中间密度接近分子线临界密度的星系，红外-线灰度相关性应改变斜率。这一预测可通过观测具有中间临界密度的 HCO^+(1→0) 线，或对极端星形成的高红移星系的 HCN(1→0) 观测来测试。Recent observations by Gao et al. hint at just such a change in slope. 我们认为，在高亮度处 HCN(1→0)-红外相关性偏离线性是与假设星形成效率恒定相一致的。