当反馈失效时：恒星形成效率的标度与饱和

我们展示了一系列 3D 多物理 MHD 模拟，追踪半径从 5 到 500 秒差距的孤立湍流分子气体盘中的恒星形成。这些模拟旨在探测银河系 GMCs 典型面密度（\sim 10^2 M_\odot\,pc^{-2}}）与极端 ULIRG 环境（\sim 10^2 M_\odot\,pc^{-2}}）之间的面密度范围，以映射这两种区域之间云尺度恒星形成效率（SFE）的标度关系。模拟包含了超新星、恒星风和辐射反馈的方案，我们发现这些对于确定瞬时每自由落体效率（$\epsilon_{ff}$）和积分恒星形成效率（$\epsilon_{int}$）均至关重要。在所有模拟中，气体盘形成恒星，直到达到临界恒星面密度且剩余气体被恒星反馈吹散。我们发现面密度是 $\epsilon_{int}$ 的良好预测指标，正如先前工作中的解析力平衡论证所建议的那样。SFE 最终在高面密度下饱和至 $\sim 1$。我们还发现 $\epsilon_{ff}$ 与 $\epsilon_{int}$ 之间存在比例关系，这意味着即使在孤立云中极短的时间尺度上，恒星形成也受到反馈的调节。这些结果对星系盘中的恒星形成、核星暴的性质与命运以及束缚星团的形成具有启示意义。$\epsilon_{ff}$ 与面密度的标度关系与 GMCs 尺度上 $\epsilon_{ff}$ 总是约为 $1\%$ 的观点不一致，但对于类似于旋涡星系（包括我们银河系）中发现的 GMC 参数，我们的预测恢复了 $\sim 1\%$ 的值。