银河系中的恒星形成率与气体面密度关系：对河外研究的启示
摘要
我们利用年轻恒星天体(YSO)和大质量团块样本，研究了银河系恒星形成区域中恒星形成率(SFR)与气体面密度之间的关系。我们的YSO样本由来自斯皮策“从核到盘”和古尔德带巡天的20个分子云中的天体组成。我们根据消光图Av估计气体面密度(Sigma_gas)，并根据YSO数量（假设平均质量和寿命）估计YSO的SFR面密度(Sigma_SFR)。我们还将云划分为Av的等高线水平，仅计数最年轻的I类和平谱SED YSO。对于一个大质量恒星形成团块样本，我们从红外光度推导SFR，并使用HCN气体图来估计Sigma_gas。我们发现银河系云位于河外关系（例如，Kennicutt-Schmidt定律）之上，高出最多17倍。具有高Sigma_gas的云区域高出河外关系最多54倍，并与大质量团块重叠。我们使用英仙座和蛇夫座云的12CO和13CO气体图来估计Sigma_gas，并与来自Av图的Sigma_gas进行比较。我们发现13CO低估了基于Av的质量4-5倍。在Sigma_gas > 200 Msun pc^-2时，12CO可能低估总气体质量>30%；然而，这并不能解释银河系与河外关系之间的巨大差异。我们发现了恒星形成阈值(Sigma_th)的证据，为129±14 Msun pc^-2。当Sigma_gas > Sigma_th时，银河系关系是线性的。银河系与河外关系差异的一个可能原因是，河外研究中测量了所有CO发射气体，包括低于Sigma_th的Sigma_gas。如果假设Kennicutt-Schmidt关系(Sigma_SFR ∝ Sigma_gas^1.4)和稠密气体与恒星形成之间的线性关系，那么稠密恒星形成气体的比例(f_dense)随Sigma_gas^0.4增加。当Sigma_gas达到约300 Sigma_th时，f_dense为1。(删节版)
引用
@article{arxiv.1009.1621,
title = {The Star Formation Rate and Gas Surface Density Relation in the Milky Way: Implications for Extragalactic Studies},
author = {Amanda Heiderman and Neal J. Evans and Lori E. Allen and Tracy Huard and Mark Heyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1009.1621},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in ApJ. 28 pages, 10 figures. Version with full resolution figures available at: http://www.as.utexas.edu/~alh/apj/galsf/ ; updated abridged abstract