近邻星系中每个自由落体时间的恒星形成效率

我们基于与巨分子云典型尺度匹配的近邻星系观测分辨率，估算了每个引力自由落体时间的恒星形成效率 $\epsilon_{\rm ff}$。该量 $\epsilon_{\rm ff}$ 在理论上十分重要，但迄今仅对银河系云团有过测量，或仅在少数其他星系中间接推断。利用来自 PHANGS-ALMA 巡天的新高分辨率 CO 成像，我们在 60 至 120 pc 分辨率下估算引力自由落体时间，并将其与本地分子气体耗尽时间对比以估算 $\epsilon_{\rm ff}$。假设整个样本中分子气体层厚度恒定（$H = 100$ pc），我们样本中的 $\epsilon_{\rm ff}$ 中位数为 $0.7\%$。我们发现轻微尺度依赖性，在较粗分辨率下测得更高的 $\epsilon_{\rm ff}$。不同星系呈现不同的 $\epsilon_{\rm ff}$ 值，中位数 $\epsilon_{\rm ff}$ 范围从 $0.3\%$ 到 $2.6\%$。我们在质量最低的目标中发现了最高的 $\epsilon_{\rm ff}$，这反映了较长的自由落体时间与较短的耗尽时间，但我们提醒在低质量星系中这两项测量均存在偏差。我们估算了关键系统不确定性，并表明主导不确定性在于分子气体层的视线深度估计以及恒星形成示踪物的选择。