On the impact of empirical and theoretical star formation laws on galaxy formation
我们调查的后果，应用不同的恒星形成法律的星系形成模型GALFORM。三个广泛的恒星形成定律的实施：经验关系的Kennicutt和施密特和闪电和Rosolowsky和理论模型的Krumholz，McKee和Tumlinson。这些定律没有自由参数，一旦校准对恒星形成率（SFR）和气体表面密度在附近星系的观察。我们从公布的模型，并调查哪些观测值是敏感的恒星形成规律的变化，而不改变任何其他模型参数。结果表明，改变恒星形成定律（i）对宇宙的恒星形成历史和光学及近红外波段的星系光度函数都没有显著影响，这是由于恒星形成的静态模式和爆发模式之间的有效平衡;（ii）对星系的冷气含量有很大影响;（iii）改变了星系在SFR与恒星质量平面的位置，因此除了已知的“活动”序列之外，还出现了第二个“被动”星系序列。我们表明，这个平面可以用来区分恒星形成的法律。
2011-06-01 astro-ph.CO
The interaction-driven starburst contribution to the cosmic star formation rate density
越来越多的观测证据支持恒星形成有两种模式：盘状星系的静止模式和星暴模式，后者通常被解释为由合并驱动。使用半解析模型的星系形成，我们推导出相对贡献的宇宙恒星形成率密度的静止恒星形成和星暴星系，预测的假设下，星暴事件触发的星系相遇（合并和飞的种类）在合并的历史。我们表明，在这个框架内，安静的恒星形成星系占主导地位的宇宙恒星形成率密度在所有的红移。爆发主导的恒星形成星系的贡献随着红移而增加，从低红移（z<0.1）的<5%上升到z>5的~20%。我们估计，当10 ^10 M_ \odot <M_*<10 ^11.5 M_PDMATHABMM时，通过恒星形成的爆发成分形成的最终（z=0）星系恒星质量的比例约为10%.星暴星系，根据它们与星系主序星的距离来选择，在红移区间1.5<z<2.5，也就是恒星形成活动的宇宙峰值，占恒星形成率密度的10%。
2013-02-06 astro-ph.CO
Star Formation Histories and Stellar Mass Growth out to z>1
最深的多波长巡天现在提供了星系中恒星形成的测量，z>1，并允许重建大部分星系人口的历史。我回顾了最近的研究，这些研究一直揭示了一幅星系恒星形成率及其演化主要由星系质量决定的图像。除非它们经历了恒星形成的淬灭，否则质量相似的星系有非常相似的恒星形成历史，这被证明是相对平稳的：恒星形成速率随着红移以主要的渐进方式下降，而典型的星暴事件只有一个适度的振幅，几乎没有演变。我将讨论如何发现的关系和它们的红移演化可以提供一个观察到的参考恒星形成的历史作为星系质量的函数。观测到的星系恒星形成的振幅和时间尺度并没有完全重现目前的理论模型，是一个有前途的测试平台，以改善假设的重子物理。然而，对遥远星系中恒星形成率的测量需要谨慎对待。在不久的将来，数据、方法和仪器将帮助我们改进高红移恒星形成的校准和灵敏度。
2009-09-13 astro-ph.CO
Improving the Estimation of Star formation Rates and Stellar Population Ages of High-redshift Galaxies from Broadband Photometry
我们探索了改进高红移恒星形成星系宽带光度测量的恒星形成率和平均恒星星族年龄的方法。我们使用合成光谱模板与各种简单的参数恒星形成的历史，以适应宽带光谱能量分布。这些参数模型被用来推断年龄，恒星形成率和恒星质量的模拟数据集来自星系演化的层次半解析模型。传统的参数模型通常假设恒星形成的速率在初始瞬时上升之后呈指数下降。我们的研究结果表明，恒星形成的历史与恒星形成率的逐渐上升可能是更好的模板，并可能给更好的整体估计的年龄分布和恒星形成率分布的莱曼break星系。对于B-和V-辍学，我们发现最好的简单参数模型是一个恒星形成率随时间线性增加。平均而言，指数下降模型对B-和V-辍学者的年龄预测过高100%和120%，而对于线性增加模型，年龄预测分别过高9%和16%。同样，指数模型分别低估了56%和60%的恒星形成率，而线性增长模型分别低估了15%和22%。对于U型退出者，恒星形成率有峰值（接近z ~ 3）的模型提供了与年龄的最佳匹配--过度预测从110%降低到26%--恒星形成率--预测不足从58%降低到22%。我们分类不同类型的恒星形成历史的半解析模型，并显示如何为不同的类的偏差行为。我们还提供了恒星质量和恒星形成率估计的双波段校准公式。
2010-12-07 astro-ph.CO
The star formation efficiency in Stephan's Quintet intragroup regions
我们研究了斯蒂芬五重星系（SQ）中所有尘埃辐射源的恒星形成效率。我们推断恒星形成率使用斯皮策MIR/FIR和GALEX的EUV数据，并结合他们与气体柱密度测量由不同的作者，为了定位每个源在肯尼库特-施密特图。我们的研究结果表明，在SQ明亮的IGM恒星形成区目前的恒星形成效率与本地星系内观察到的一致。另一方面，星系间激波区的恒星形成似乎受到相当大的抑制。
2012-03-15 astro-ph.CO
Feedback-regulated star formation in molecular clouds and galactic discs
我们提出了一个反馈调节的星系盘中的恒星形成的双区理论，一贯连接的星系平均恒星形成法律与恒星形成过程中的巨大分子云（GMC）。我们关注的是气体表面密度σ_g>~100 Msun pc ^-2的星系。在我们的理论中，星系盘由嵌入体积填充ISM中的Toomre质量GMC组成。尘埃上的辐射压力分散了GMC，大多数超新星在充满体积的介质中爆炸。通过平衡超新星反馈的动量输入与盘气体的引力重量，导出了星系平均的恒星形成定律。这一恒星形成规律与CO转换因子连续依赖于σ_g的观测结果是一致的。我们认为，星系平均恒星形成效率每自由降落时间，_ff ^gal，只是一个弱的功能的GMC转换成恒星的气体的效率。这是可能的，因为恒星形成的速率限制步骤是GMC形成的速率：对于GMC中恒星形成的高效率，Toomre Q参数获得略高于1的值，因此GMC形成速率与星系平均恒星形成定律一致。我们将我们的结果与其他理论的顺磁调节恒星形成，并讨论我们的模型的预测。使用汇编的数据从文献中，我们表明，银河系平均恒星形成效率每自由降落时间是非普遍的，并随着气体分数的增加，我们的模型预测。我们还预测，光盘气体质量的分数在绑定GMC的GMC恒星形成效率的值的增加而减少。这是定性一致的平滑分子气体分布推断在本地超亮红外星系和小质量分数在巨大的团块在高红移星系。
2013-05-15 astro-ph.CO
The IMACS Cluster Building Survey: IV. The Log-normal Star Formation History of Galaxies
我们在这里提出了一个简单的模型，成功地描述了在宇宙时间的恒星形成率密度的星系的恒星形成历史，以及特定的恒星形成率的星系在当前时代的分布，和这个数量的星系种群的红移z=1的演变。我们首先表明，宇宙恒星形成率密度是非常好的描述了一个简单的对数正态分布的时间。我们接下来假设，这个函数形式的合奏也是一个合理的描述个别星系的恒星形成历史。利用本系列论文III中测得的星系在z~0处的比恒星形成率，我们构造了一个由这样的星系组成的宇宙的实现，其中每个星系的对数正态恒星形成历史的参数被调整以匹配z~0处的比恒星形成率，以及在系综中拟合从z=0到z=8的宇宙恒星形成率密度。这个模型预测，具有惊人的保真度，特定的恒星形成率分布在质量有限的星系样本z=1;这种匹配是没有实现的其他模型与不同的函数形式的恒星形成历史的个别星系，但有相同的自由度，这表明对数正态形式是很好地匹配可能的实际历史的个别星系。我们还施加特定的恒星形成率与质量分布在较高的红移从文件III的约束模型，并表明，如前所述，在该领域的一些星系，特别是低质量星系，是相当年轻的中间红移。正如论文三所强调的，星爆是不够的。[删节]
2013-03-15 astro-ph.CO
Accretion-regulated star formation in late-type galaxies
为了研究河外气体吸积对星系恒星形成率（SFR）的影响，我们建立了一个四相星系演化模型。孤立星系的纯粹自我调节的恒星形成被吸积调节的恒星形成模式所取代。SFR进入完全由Gyr时间尺度上的气体吸积速率决定的平衡状态。
2010-11-11 astro-ph.CO
Star Formation in Ram Pressure Stripped Tails
我们调查的影响，恒星形成和反馈冲压压力剥离使用高分辨率自适应网格模拟，建立在以前的一系列论文，系统地研究剥离使用现实模型的星际介质，但没有恒星形成。我们发现，恒星的形成不会显着影响剥离发生的速率，只有轻微的影响剥离气体的密度和温度分布，这表明我们以前的（仅气体）结果不受影响。对于我们选择的（中等）冲压压力强度，剥离行为在数亿年内截断了盘中的恒星形成，并且不会导致恒星形成的爆发。在球核中的恒星形成略有增强，但由此产生的球核与星盘比率的变化是微不足道的。我们发现恒星确实是在尾部形成的，主要是由从盘上烧蚀的气体和在湍流尾流中冷却和冷凝而成的。在尾部的恒星形成率很低，对团内光的任何贡献都可能非常小。我们认为，恒星形成的尾巴主要取决于在集群内介质的压力，而不是冲压压力强度。最后，我们比较观察恒星形成剥离尾巴，发现我们的模拟和观察到的尾流之间的许多差异可以解释不同的集群内介质压力。
2012-03-01 astro-ph.CO
The star formation history of the Large Magellanic Cloud as seen by star clusters and stars
这项工作的目的是测试在何种程度上可以利用星系的星团人口来约束或估计恒星形成的历史，与大麦云云作为我们的试验台。我们遵循两种方法从星团中提取有关恒星形成率的信息，要么只使用最大质量的星团（Maschberger & Kroupa 2007），要么使用整个星团人口，尽管这只可能用于较短的年龄跨度。我们比较这些结果与恒星形成的历史来自颜色星等图，并找到良好的整体协议最近约1陀螺仪。对于较晚的年龄，特别是在“星团年龄差距”期间，星团的数量与从颜色星等图中得出的恒星形成率有关。从整个星团人口得出的恒星形成率比从最大质量的星团或从色星等图得出的恒星形成率低大约10倍，这表明只有大约10%的恒星形成于长寿的束缚星团。
2010-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star Formation in the Milky Way and Nearby Galaxies
我们回顾了过去十年中在大规模恒星形成观测方面的进展，重点是河外和银河系研究之间的接口。讨论了测量气体含量和恒星形成率的方法，并提供了计算恒星形成率的最新公式。我们审查恒星形成和气体的尺度从整个星系到个别分子云之间的关系。
2012-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Variations in the Galactic star formation rate and density thresholds for star formation
气体转化为恒星是天体物理学和宇宙学中的一个基本过程。已知恒星是由星际分子云中致密团块的引力坍缩形成的，有人提出恒星的形成速率与超过临界气体表面密度的质量成正比，或者与气体体积密度成正比。这些恒星形成的处方似乎在我们银河系圆盘附近的分子云中以及恒星形成率通常要大得多的遥远星系中都成立。我们银河系的内部500 pc，中央分子区（CMZ），包含银河系中密度最大的高表面密度分子气体，提供了一个可以测试恒星形成处方有效性的环境。在这里，我们表明，通过几个措施，目前的恒星形成率在CMZ是一个数量级低于目前公认的处方预测率。特别是，1度<1度< 3.5度，|b| < 0.5度的区域包含约10^7兆太阳的致密分子气体-足以形成1000个猎户座状的星团-但目前在这种气体中的恒星形成率仅相当于猎户座。除了密度，分子云的另一个性质，如湍流运动的幅度，必须包括在恒星形成的处方，以预测恒星形成率在一个给定的分子气体质量。
2012-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star Formation for Predictive Primordial Galaxy Formation
暴胀宇宙学和宇宙学扰动理论的优雅之处在于第一批恒星和星系的形成，它们是启动宇宙再电离现象丰富过程的最初光源。在这里，我们回顾了目前对早期恒星形成的理解，强调未解决的问题和技术挑战。我们从大爆炸后形成的第一代恒星开始，追踪它们如何影响随后的恒星形成。化学富集的开始与恒星形成系统整体物理复杂性的急剧增加相吻合。从头计算处理刚刚进入预测领域，并与这个古老时代遗迹的当地观测建立联系。
2015-11-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modeling Formation of Globular Clusters: Beacons of Galactic Star Formation
星系形成的现代流体动力学模拟能够准确地预测早期星系中巨大分子云聚集的速率和位置。这些星云中可能存在质量和大小与真正的球状星团相当的星团。我描述了当前国家的最先进的模拟，旨在了解集群质量函数和金属丰度分布的起源。球状星团系统的金属丰度双峰性是星系中冷气体的等级形成和逐渐减少的自然结果。球状星团的形成在红移z>3时最为显著，此时大质量星团可能贡献了所有星系恒星形成的20%。
2010-10-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Global star formation revisited
从一个耗散多相模型出发，对盘星的形成进行了一般性的处理，其中主要的耗散是由于云的碰撞。施密特-肯尼库特定律自然地出现在恒星形成盘和恒星爆发中。我们预测Tully-Fisher定律和Schmidt-Kennicutt定律残差之间应该存在负相关。该模型经过扩展，包括对超新星反馈的多阶段处理，从而导致恒星形成定律的湍流压力调节概括，并适用于富含气体的星暴。正如合并引起的恒星形成所预期的那样，增加的压力提高了恒星形成的效率。一个上限是来自星爆的盘星形成率取决于全球ISM云压力的比例。我们扩展这些考虑的情况下，在星系内部的星际气体压力占主导地位的外流从中央活动星系核。在大质量球状体形成期间，活动星系核驱动的风触发恒星形成，导致超新星反馈和外流增强。流出量与活动星系核推动的恒星形成率相当，并在超爱丁顿极限饱和。SMBH和球状体的缩小是活动星系核驱动的正反馈的结果。邦迪吸积以特定的吸积率为中心的黑洞提供能量，该吸积率与黑洞的质量成正比。活动星系核增强的恒星形成是由湍流压力介导的，并将球状体恒星形成速率与黑洞吸积速率联系起来。黑洞质量和球体速度色散之间的关系有一个系数（萨尔皮特时间与气体消耗时间之比），它提供了一个时间箭头。高效率的活动星系核推动的恒星形成可以发生在高红移。
2009-05-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star formation history and environment of the dwarf galaxy UGCA 92
我们提出了一个定量的恒星形成的历史，附近的矮星系UGCA 92。这颗不规则矮星位于本星系群附近的一个强银河系消光区（IC 342星系群）。用HST/ACS将该星系分解成恒星，包括老红巨星分支。我们建立了一个解析的恒星星族模型，并测量了恒星形成率和金属丰度随时间的变化。主要的恒星形成活动期发生在8 - 14 Gyr前。这些恒星大多贫金属，平均金属丰度[Fe/H] ~ -1.5-2.0 dex。大约84%的恒星质量是在这一事件中形成的。也有迹象表明，最近的恒星形成开始约1.5 Gyr前，并继续到现在。在这一事件中的恒星形成显示出适度的增强，从约2亿年前到3亿年前。这是非常可能的，正在进行的恒星形成期有较高的金属丰度约-0.6-0.3德克斯。UGCA 92通常被认为是星爆星系NGC 1569的伴星。比较UGCA 92和NGC 1569的恒星形成历史，我们发现这两个星系最近的恒星形成事件之间没有因果关系或时间联系。我们认为，NGC 1569的星暴现象与该星系最近的矮邻居无关，也不会影响它们的恒星形成历史。
2012-03-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Population III Star Formation in an X-ray background: I. Critical Halo Mass of Formation and Total Mass in Stars
宇宙中形成的第一批发光天体产生FUV和X射线波段的辐射背景，影响第三星族恒星的形成。利用宇宙流体动力学网格的放大模拟，我们探讨了莱曼-华纳（LW）和X射线辐射背景对第三星族恒星形成的临界暗物质晕质量和每个晕的恒星总质量的影响。我们发现LW辐射背景降低了H $_2$分数，延迟了星族III星的形成。另一方面，X射线辐射预期坍缩的红移，并降低了临界晕质量，除非X射线背景太强，气体加热关闭气体坍缩到晕中，并阻止恒星形成。因此，X射线背景可以使形成第三星族恒星的暗物质晕的数量增加约十倍，但每个晕中形成的恒星的总质量减少。这是因为X射线辐射增加了坍缩气体的分子分数，降低了坍缩气体的最低温度（或相当于准流体静力核心的质量），因此减缓了气体在中央原恒星上的吸积。
2021-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star Formation Isochrone Surfaces: Clues on Star Formation Quenching in Dense Environments
星系的恒星形成历史是一个复杂的过程，通常被认为是随机的，我们只能给出平均的描述，如颜色-密度关系。在这项工作中，我们遵循恒星形成的气体粒子在流体动力学N体模拟回到时间，以研究它们的初始空间配置。通过记录气体粒子开始形成恒星的时间，我们可以产生气体-恒星等时线表面，描绘出在不同时间开始产生恒星的吸积气体表面。这些吸积表面在致密区域内紧密堆积，相互交叉，因此原星系团内的星系很早就停止吸积气体，自然解释了颜色对密度的依赖性。这里描述的过程有一个纯粹的引力/几何起源，可以说比活动星系核和超新星等复杂的过程更基本，并为色密度关系提供了一个概念上的起源。
2014-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star formation in galaxy interactions and mergers
本讲座回顾了在星系相互作用和合并中恒星形成的基本物理过程。相互作用和合并通常会导致强烈的恒星爆发，但星际气体物理学，大规模相互作用和活跃的恒星形成之间的联系是复杂的，尚未完全理解。有两个过程可以驱动星暴：气体的径向流入可以为核星暴提供燃料，触发的气体湍流和碎片可以在具有高密度气体的大质量星团中驱动更广泛的星暴。这两种模式当然都需要解释观测到的星爆合并的性质。一个特别的结果是，恒星形成的比例定律并不普遍，而是从静止的磁盘到恒星爆发合并而变化。高分辨率的流体动力学模拟被用来说明讲座。
2011-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star formation in a galactic outflow
最近的观测揭示了大规模的星系分子外流，可能具有形成恒星所需的物理条件（高气体密度）。事实上，最近的几个模型预测，这种大规模的星系外流可能会点燃外流本身的恒星形成。这种恒星以高径向速度形成的恒星形成模式可能有助于星系的形态演化，有助于星系球状组成部分的大小和速度分散的演化，并有助于高速恒星的数量，甚至可以逃离星系。这样的恒星形成可以提供环星系和星系际介质的就地化学富集（通过大轨道上年轻恒星的超新星爆炸），一些模型还预测它可能对遥远星系中观察到的全球恒星形成率有很大贡献。虽然有观测证据表明恒星形成是由流出或喷流进入其宿主星系引发的，作为气体压缩的结果，但仍然缺少星系流出内恒星形成的证据。在这里，我们报告新的光谱观测，明确揭示恒星形成发生在星系外流的红移为0.0448。推测流出区的恒星形成速率大于15 Msun/yr。恒星的形成也可能发生在其他星系的外流中，但可能由于缺乏足够的诊断而被以前的观测所错过。
2017-03-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Formation of Molecular Clouds and Global Conditions for Star Formation
巨分子云（GMC）是银河系和类似星系中形成恒星的冷分子气体的主要储存库，因此任何对恒星形成的理解都必须包括GMC形成，演化和破坏的模型。这些模型必然受到星际分子和原子气体以及新生恒星的测量的限制。近年来，观测和理论都取得了很大的进展，后者主要是由改进的数值模拟驱动的，而前者则是由新望远镜和仪器的大规模调查所推动的。本章对该领域的现状进行了全面的回顾。
2013-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Connecting the Cosmic Star Formation Rate with the Local Star Formation
我们提出了一个模型，统一的宇宙恒星形成率（CSFR），通过层次结构形成的情况下，与（银河系）本地恒星形成率（SFR）。通过密度概率分布函数（PDF），可以使用SFR来生成CSFR映射，这些密度概率分布函数通常用于研究银河系恒星形成区域中湍流的作用。我们得到了从红移$z\sim 20$到现在的一致映射（$z = 0$）。我们的研究结果表明，湍流呈现出双重特征，在红移间隔$z\sim 3.5-20$中提供高的恒星形成效率（$\langle\varepsilon\rangle \sim 0.32$）值，并在$z = 0$中将其值降低到$\langle\varepsilon\rangle = 0.021$。$\langle\varepsilon\rangle$从其迅速减小的马赫数（$\mathcal{M}_{\rm crit}$）的值取决于多变指数（$Γ$）和气体的最小密度对比度。我们还推导了与速度色散（$\langle V_{\rm rms}\rangle$）在本地恒星形成区的拉森第一定律。我们的模型在$\sim 10-50\,{\rm pc}$范围内与Larson定律吻合得很好，为与恒星形成相关的气体提供了典型的温度$T_{0} \sim 10-80\,{\rm K}$。因此，大质量的暗物质晕可以包含许多质量小得多的晕，并且能够形成类似于球状星团的结构。因此，拉尔森定律的出现是大尺度结…
2017-11-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the interplay between star formation and feedback in galaxy formation simulations
我们研究了宇宙学星系形成模拟中的恒星形成-反馈循环，重点是银河系（MW）大小的星系的祖先。我们发现，为了再现MW祖先的关键特性，如半经验推导的恒星形成历史和旋转曲线的形状，我们的恒星形成和恒星反馈的实现需要1）通过辐射压力和恒星风的局部早期动量反馈和随后的有效超新星反馈的组合，2）反馈的功效，导致在千秒差距尺度上的全球恒星形成率的自我调节。我们表明，这种反馈驱动的自我调节是实现全球性的本地恒星形成效率每自由降落时间$ε_{\rm ff}\approx 10\%$。虽然这个值是更大的$ε_{\rm ff}\sim 1\%$值通常推断出的Kennicutt-Schmidt（KS）关系，我们表明，它是一致的直接观测估计$ε_{\rm ff}$在分子云。此外，我们表明，模拟与本地效率的$ε_{\rm ff}\approx 10\%$再现全球观察到的KS关系。这样的模拟也再现了银河系大小的星系的宇宙恒星形成历史，并满足了一些其他的观测限制。相反，我们发现，模拟，先验假设一个低效的恒星形成模式，而不是通过恒星反馈调节实现它，未能产生足够有力的外流，并没有重现的意见。这说明了理解恒星形成和反馈之间复杂的相互作用以及有助于反馈调节星系形成的详细过程的重要性。
2015-02-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
