是什么控制了银河系中心 500 pc 内的恒星形成？
星系天体物理
2015-06-15 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
银河系中心分子区 (CMZ，即中心 500 pc) 的恒星形成率 (SFR) 比其包含的大量致密气体所预期的低一个数量级以上，这对当前的恒星形成理论提出了挑战。在本文中，我们量化了可能负责的物理机制。在大于盘标高的尺度上，发现低 SFR 与由于长期不稳定性或沿银河系棒的气体流入变化导致的间歇性恒星形成一致。当包含气体和恒星时，CMZ 处于边际 Toomre 稳定状态，但仅考虑气体时则高度 Toomre 稳定，表明自引力云的凝聚率较低。在小尺度上，我们发现 CMZ 中的 SFR 可能是由于高湍流压力导致恒星形成的临界密度升高所致。普遍存在的恒星形成密度阈值被排除。氢的 HI-H 相变、潮汐场、由于初始质量函数底部偏重可能导致的大质量恒星产量不足、磁场以及宇宙射线或辐射压反馈，也都无法单独解释低 SFR。我们提出了 CMZ 中自洽的恒星形成循环，其中几种不同过程的效应结合起来抑制了恒星形成。限制因素是气体向坍缩演化的缓慢过程——一旦启动恒星形成，其将以正常速率进行。恒星形成抑制剂的普遍存在表明，降低的中心 SFR 应该是其他星系中的常见现象。我们讨论了对星系尺度恒星形成和超大质量黑洞增长的影响，并将我们的结果与其他极端环境中的恒星形成条件联系起来。
引用
@article{arxiv.1303.6286,
title = {What controls star formation in the central 500 pc of the Galaxy?},
author = {J. M. Diederik Kruijssen and Steven N. Longmore and Bruce G. Elmegreen and Norman Murray and John Bally and Leonardo Testi and Robert C. Kennicutt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.6286},
year = {2015}
}
备注
23 pages, 6 figures, 1 table; accepted by MNRAS