为何星形成率与稠密气体质量成正比？

星形成最深刻的经验法则之一是高洪-索尔omon关系，即星形成率 (SFR) 与稠密分子气体质量之间的线性相关性。如何使复杂的星形成物理结果转化为这一惊人简单的比例关系 remains puzzling。利用档案馆赫里尔和阿塔卡马大尺幅/亚毫米阵列观测数据，我们推导出最高质量核心 ($M^{\rm max}_{\rm core}$) 和母分子云中引力束缚气体质量 ($M_{\rm gas}^{\rm bound}$) 的质量，针对低质量和高质量星形成区域的样本进行分析。我们发现显著相关性 $\log(M^{\rm max}_{\rm core}/M_{\odot}) = 0.506 \log(M_{\rm gas}^{\rm bound}/M_{\odot})-0.32$。我们发现的 $M^{\rm max}_{\rm core}$-$M_{\rm gas}^{\rm bound}$ 相关性可近似转换为高洪-索尔omon关系，若满足 (1) 将 $M^{\rm max}_{\rm core}$ 转化为最高质量星体 ($m^{\rm max}_{\rm star}$) 的常数 30% 效率，以及 (2) 若 SFR 与 $m^{\rm max}_{\rm star}$ 通过 $\log({\rm SFR}/(M_{\odot} {\rm yr}^{-1})) = 2.04 \log(m^{\rm max}_{\rm star}/M_{\odot})-5.80$ 紧密相关。令人惊讶的是，这两个要求都已被前面的理论研究所暗示 (c.f. Yan et al. 2017)。基于此结果，我们假设高洪-索尔omon关系是以下三个非平凡关系 (i) SFR 与 $m^{\rm max}_{\rm star}$，(ii) $m^{\rm max}_{\rm star}$ 与 $M^{\rm max}_{\rm core}$，以及 (iii) $M^{\rm max}_{\rm core}$ 与 $M_{\rm gas}^{\rm bound}$ 组合的结果。这一发现可能为以分析性方式理解高洪-索尔omon关系开辟了新的可能性。