星系中的星形成率与致密分子气体

（摘要已略）HCN 恒星 luminous L_hcn 是致密分子气体的轨迹，$n({\rm H}_2) \gtrsim 3 \times 10^4$ cm$^{-3}$，与星形成巨型分子云（GMC）核心相关。我们报告对 65 个红外星系（包括 9 个超巨型红外星系（ULIGs，$L_{\rm IR}>10^{12}L_{\odot}$），22 个巨型红外星系（LIGs，$10^{11}<L_{\rm IR}\lesssim10^{12}L_{\odot}$）以及 34 个常规螺旋星系，后者红外光度较低（多数为大型螺旋星系））的 HCN 辐射调查结果与分析。我们测量了全局 HCN 线光度，观测结果见 Gao 与 Solomon (2003, Paper I)。本文分析了红外总光度（星形成率的标志）、全局 HCN 线光度（致密分子气体总质量的度量）以及 CO 线光度（总分子气体含量的度量）之间的关系。我们发现红外与 HCN 光度之间存在紧密的线性相关性（在对数-对数图中），相关系数 $R=0.94$。红外-HCN 线性相关性适用于 3 个数量级，包括 ULIGs。红外-HCN 线性相关性的直接结果是，基于致密分子气体含量的星形成律指数为 1.0。全局星形成率与常规螺旋星系、LIGs 与 ULIGs 中致密分子气体质量成正比。这为 ULIGs 中星形成作为能源来源提供了有力证据，因为这些星系中的星形成似乎正常且符合其高致密星形成分子气体质量的预期。