揭示星系旋转在恒星形成中的作用

我们使用自适应网格细化代码 Enzo 对旋涡星系和星暴星系进行数值模拟，研究了星系尺度上的恒星形成过程以及旋转的作用。我们重点研究了文献中的三个积分恒星形成定律：Kennicutt-Schmidt (KS) 定律、Silk-Elmegreen (SE) 定律，以及 Escala (2015) 提出的量纲齐次方程 $\Sigma_{\rm SFR} \propto \sqrt{G/L}\Sigma_{\rm gas}^{1.5}$。我们表明，使用最后一个定律时，我们考虑了沿视线方向积分的效应，并为两类星系找到了唯一的恒星形成区间，从而抑制了观测到的 KS 定律双峰性。我们发现，对于我们在此工作中研究的三个定律，模拟显示的效率与盘的角速度 $\Omega$ 呈反相关。最后，我们表明恒星形成的无量纲效率可以很好地用 $-1.9\Omega t_{\rm ff}^{\rm ini}$ 的指数递减函数表示，其中 $t_{\rm ff}^{\rm ini}$ 是初始自由落体时间。这导出了一个唯一的星系恒星形成关系，分别将双峰的 KS、SE 和 Escala (2015) 关系的散布降低了 43%、43% 和 35%。