Testing the Molecular-Hydrogen Kennicutt-Schmidt Law in the Low-Density Environments of Extended Ultraviolet Disk Galaxies
研究星系光学半径以外的恒星形成使我们能够在平均气体密度低和分子分数低的极端条件下测试经验关系。以前的研究发现了具有扩展紫外（XUV）盘的星系，与内盘恒星形成区相比，这些星系通常包含具有较低Halpha-to-far-UV（FUV）通量比的恒星形成区。然而，大多数以前的研究缺乏对分子气体的测量，分子气体可能是恒星形成的星际介质的组成部分。我们分析了已发表的CO测量和上限的15个恒星形成区域的XUV或外盘附近的三个螺旋星系和一个新的CO上限从IRAM 30米望远镜在一个恒星形成区域在NGC 4625的XUV盘在r = 3.4 r_25。我们发现，恒星形成区域通常与适用于光学半径内的相同分子氢Kennicutt-Schmidt定律一致，与我们是否使用Halpha或FUV作为恒星形成率（SFR）示踪剂无关。然而，许多CO检测对于它们的分子氢表面密度显著地向更高的SFR表面密度偏移。更深的CO数据可能使我们能够使用分子气体的存在或不存在作为一个进化的探针，以打破年龄和初始质量函数的随机采样之间的简并性作为解释低的Halpha-FUV通量比在XUV磁盘。
2015-10-19 astro-ph.GA
What FIREs Up Star Formation: the Emergence of the Kennicutt-Schmidt Law from Feedback
我们提出了一个分析的全球和空间分辨Kennicutt-Schmidt（KS）恒星形成关系的消防（反馈在现实环境中）的宇宙学模拟套件，包括晕与$z = 0$质量范围从$10^{10}$ - $10^{13}$ M $_{\odot}$。我们发现，KS关系出现，并保持强劲的反馈调节恒星形成气体的局部尺度的影响，独立于特定的小规模恒星形成处方。我们表明，时间平均KS关系是相对独立的红移和空间平均尺度，和恒星形成率的表面密度是弱依赖于金属丰度和轨道动力学时间成反比。在恒星形成率面密度不变的情况下，模拟星系的“冷密”气体面密度（气体的$T < 300$ ~K和$n > 10$ ~cm $^{-3}$，用作分子气体面密度的代用品）比在$\sim$ kpc尺度下观测到的低$\sim$ 0.5~dex。这种差异可能是由于在模拟中为了屏蔽而低估了粒子尺度上的局部柱密度。最后，我们表明，在比单个巨型分子云更大的尺度上，决定是否发生恒星形成的主要条件是银盘的一个补丁是否是热托姆不稳定的（而不是它是否是自屏蔽的）：一旦一个补丁不能再对碎片热稳定，它崩溃，成为自屏蔽，冷却，并形成恒星，无论时代或环境。
2018-05-30 astro-ph.GA
The Kennicutt-Schmidt Relation in Extremely Metal-Poor Dwarf Galaxies
气体质量与恒星形成率之间的Kennicutt-Schmidt（KS）关系描述了盘星系中恒星的形成规律。它是气体金属丰度的函数，但KS图的低金属丰度区域采样不足。我们分析了一组代表性的极贫金属星系（XMP）的数据，以及辅助数据，并将这些数据与经验和理论预测进行了比较。大多数的XMP具有高特异性的SFR，类似于高红移的恒星形成星系。在KS图上，XMP HI数据占据了与矮星相同的区域，并扩展了低表面亮度星系的关系。单独考虑HI气体，相当一部分XMP已经脱离KS定律。大量的“暗”H $_2$质量（即，不被CO追踪）意味着XMP具有低的星形成效率（SFE $_{\rm gas}$）。XMP中的低SFE $_{\rm gas}$可能是HI气体的贫金属性质的结果。另一种可能是，HI储层可能在很大程度上是惰性的，恒星的形成是由宇宙吸积主导的。气体吸积和恒星形成之间的时间滞后也可能减少表观超临界流体能量$_{\rm gas}$，星系风也是如此，它可以将大部分气体驱逐到星系际介质中。因此，在全球范围内，XMP可能是HI主导的高特异性SFR（$\gtrsim $ 10 $^{-10}$ yr $^{-1}$）、低SFE $_{\rm gas}$（$\lesssim$ 10 $^{-9}$ yr $^{-1}$）系统，其中总HI质量可能不是总H $_2$质量或SFR的良好预测因子。
2016-02-15 astro-ph.GA
What Sets the Slope of the Molecular Kennicutt-Schmidt Relation?
分子气体的表面密度，$Σ_{\rm H_2}$，和恒星形成率（SFR），$\dotΣ_\star$，在观测到的恒星形成（非星爆）星系几乎线性相关千秒差距尺度。我们探索的起源，这种相关性的线性斜率使用一套孤立的$L_\star$星系模拟。我们表明，在模拟与有效的反馈，斜率的$\dotΣ_\star$ - $Σ_{\rm H_2}$关系在千秒差距尺度上是不敏感的斜率的$\dotρ_\star$ - $ρ$关系假设在分辨率尺度。我们还发现，千秒差距尺度上的斜率取决于用于识别恒星形成气体的标准，线性斜率出现在模拟中，识别恒星形成气体使用维里参数阈值。这种行为可以用一个简单的理论模型来理解，该模型基于星际气体质量守恒，因为气体在反馈和动力学过程的影响下在原子、分子和恒星形成状态之间循环。特别是，我们表明，线性斜率出现时，反馈有效地调节和搅拌致密的分子气体的演变。我们表明，该模型还提供了深入了解可能的起源之间的关系的SFR和分子气体在不同尺度上的真实星系。
2018-12-18 astro-ph.GA
The Kennicutt-Schmidt Law and Gas Scale Height in Luminous and Ultra-Luminous Infrared Galaxies
对来自阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的5个发光或超亮红外星系的高分辨率数据进行了新的分析，给出了Kennicutt-Schmidt（KS）关系的斜率等于$1.74^{+0.09}_{\rm -0.07}$，气体表面密度为$Σ_{\rm mol}>10^3\;M_\odot$ pc $^{-2}$，CO到H的转换因子假定为常数$_2$。CO谱线的速度弥散$σ_v$近似为$Σ_{\rm mol}$的平方根倒数，使得从$H\sim0.5σ^2/(πGΣ_{\rm mol})$确定的经验气体标度高度几乎恒定，150 - 190 pc，在$Σ_{\rm mol}$中超过1.5个数量级。$H$的这种恒定性意味着平均中平面密度（这可能是这些极端恒星形成星系的CO排放气体占主导地位）与气体表面密度呈线性关系，这反过来又意味着气体动力学速率（自由落体时间的倒数）随$Σ_{\rm mol}^{1/2}$而变化，从而解释了KS关系中的大部分超线性斜率。与这些关系相一致，我们还发现，每自由落体时间的恒星形成的平均效率大致恒定，5%-7%，气体耗尽时间在高$Σ_{\rm mol}$时减少，在$Σ_{\rm mol}\sim10^4\;M_\odot$ pc $^{-2}$时仅达到$\sim 16$ Myr。$σ_v$随$Σ_{\rm mol}$的变化以及$H$的恒定性与一些反馈驱动模型存在矛盾，这…
2019-07-11 astro-ph.GA
Constraining the Molecular Kennicutt-Schmidt Relation with Multi-Transition CO Observations of Nearby Galaxies
Centre for Radio Astronomy Techniques and Technologies (RATT), Department of Physics and Electronics, Rhodes University（罗德岛大学物理与电子学院射电天文技术与理论中心）；Associação Moçambicana de Astronomia (AMAS)（莫桑比克天文学会）；Max-Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）
通过分析36个邻近星系的CO(1-0)、CO(2-1)和CO(3-2)过渡观测，研究分子肯尼克特-施克特关系的斜率和散射，发现高J过渡呈现更线性的恒星形成关系，支持密集气体与恒星形成更直接相关。
2026-04-10 astro-ph.GA
A Kennicutt-Schmidt relation at molecular cloud scales and beyond
利用N体/气体动力学模拟的银河系类星系，我们分析了一个Kennicutt-Schmidt关系，$Σ_{SFR} \propto Σ_{gas}^N$，在不同的空间尺度。我们模拟了CO谱线和UV谱线的合成观测。我们采用两种方法定义的恒星形成率：基于分子云的自由落体坍缩- $Σ_{SFR, cl}$，和使用UV通量校准计算- $Σ_{SFR, UV}$。我们研究了KS关系的空间平滑的地图，有效的空间分辨率从分子云尺度到几百秒差距。我们发现，空间和运动学分辨的分子云的$Σ_{SFR, cl} \propto Σ_{\rm gas}^N$关系遵循指数为$N \approx 1.4$的幂律。使用UV通量作为SFR校准器，我们确认了与分子云大小相比，尺度上的$Σ_{\rm UV}$和$Σ_{\rm gas}$分布之间的系统偏移。降低我们的模拟地图的气体和恒星形成率的表面密度的分辨率，我们建立了没有关系$Σ_{\rm SFR, UV} - Σ_{\rm gas}$低于$\sim 50$ PC的分辨率。我们发现一个过渡范围周围的规模$\sim 50-120$ PC，其中幂律指数$N$从0增加到1-1.8和饱和的规模更大的$\sim 120$ PC。饱和指数的值取决于表面气体密度阈值，并且对于较高的$Σ_{gas}$阈值，其变得更陡。对具有$>150$ pc大小的尺度求平均，对于表面气体密度阈值$\…
2017-02-27 astro-ph.GA
Emergence and cosmic evolution of the Kennicutt-Schmidt relation driven by interstellar turbulence
本文在NewHorizon宇宙学模拟中研究了0.25≤z≤4星系KS关系的涌现，发现其演化由星际湍流驱动，且质量较大星系在z≈2-3时呈现与经验相符的幂律关系。
2023-09-12 astro-ph.GA
Breakdown of Kennicutt-Schmidt Law at GMC Scales in M33
我们用野边山射电天文台45米望远镜在~（12）CO（J=1-0）谱线上绘制了本星系群旋涡星系M33的北部区域（30'× 20'）。结合Halalpha和Spitzer 24微米数据，我们研究了一个星系外分子气体质量面密度与恒星形成率（SFR）的关系，该星系具有迄今为止最高的空间分辨率（~ 80 pc），可与巨分子云（GMC）的尺度相媲美。在显著检测到CO的位置，SFR表面密度表现出超过四个数量级的宽范围，从Sigma（SFR）<10^{-10}到~10^{-6}M_solar yr^{-1} pc^{-2}，而Sigma（H2）值大多在10到40 M_solar pc^{-2}之内。天然气的面密度与SFR的面密度在1-kpc分辨率下具有良好的相关性，但随着分辨率的提高，相关性变得松散，并在GMC尺度下破裂。Sigma（SFR）-Sigma（H2）关系在80 pc分辨率下的分散性是由于GMC中恒星形成活动的多样性造成的，这归因于GMC的不同演化阶段以及年轻星系团从其母星系团的漂移。这一结果表明，Kennicutt-Schmidt定律仅适用于比GMC更大的尺度，当我们平均GMC和恒星形成区之间的空间偏移时，以及它们的各个演化阶段。
2010-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
A resolved warm/dense gas Schmidt-Kennicutt relationship in a binary HyLIRG at $z=2.41$
超亮红外星系（HyLIRGs）为星系演化提供了关键的“长杠杆臂”约束。H-ATLAS $J084933.4+021443$，一个$z=2.41$双星HyLIRG，至少有两个额外的发光伴星系，因此是研究“宇宙正午”期间恒星形成和星系演化的最佳试验场。我们用ALMA方法获得了H-ATLAS $J084933.4+021443$：W，T，M，C中已知发光组分星系的原子和分子发射谱线的分辨成像和运动学，以及$340$到$1160$ GHz连续谱发射。所有四个组成星系的空间（$\sim 0 .\!\!^{''} 3$或$2.5$ kpc）在CO J：7-6，[C $_\mathrm{I}$ ] 2-1，H $_2$ O和毫米（mm）到亚毫米连续谱中分辨。在W和T中证实了旋转主导的气体运动学。在气体和连续介质中，T分量沿其运动学短轴的显著延伸归因于其透镜放大。空间分辨的亚毫米光谱能量分布显示，W分量与整个星系范围内单一温度下尘埃的灰体发射非常吻合，尽管它包含一个强大的活动星系核，而组分T则需要一个更热的核尘埃组分和更多的发射源。我们证实[C $_\mathrm{I}$ ] 2-1可以作为暖/暖的粗略示踪剂。在极端系统中，[C $_\mathrm{I}$ ] 2-1/CO光度比呈亚线性增加。我们得到了一个精致的和前所未有的解决（$2.5$ -千帕尺度）的“温暖/稠密分子气体”施密特-肯尼库特（S…
2018-06-05 astro-ph.GA
Breakdown of Kennicutt-Schmidt Law at GMC Scales in M33
我们用野边山射电天文台45米望远镜在~（12）CO（1-0）谱线上绘制了本星系群旋涡星系M33的北部区域（30' \times 20'）。结合Halalpha和Spitzer 24微米数据，我们研究了一个星系外分子气体质量面密度与恒星形成率（SFR）的关系，该星系具有迄今为止最高的空间分辨率（~ 80 pc），可与巨分子云（GMC）的尺度相媲美。在显著检测到CO的位置，SFR表面密度呈现出超过四个数量级的宽范围，从Sigma{SFR}<10^{-10}到~10^{-6} M_solar yr^{-1}pc^{-2}，而Sigma_{H2}值大多在10-40 M_solar pc^{-2}内。天然气的面密度与SFR的面密度在~1-kpc分辨率下有较好的相关性，但随着分辨率的提高，相关性变弱，在GMC尺度下相关性消失。Sigma_{SFR} - Sigma_{H2}关系在~80 pc分辨率下的分散性是由于GMC的不同演化阶段以及年轻星团从母GMC漂移而导致的GMC之间的成星活动的变化。这一结果表明，Kennicutt-Schmidt定律仅适用于比GMC更大的尺度，当我们平均GMC和恒星形成区之间的空间偏移时，以及它们的各个演化阶段。
2010-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Kennicutt-Schmidt Law for Intervening Absorption Line Systems
我们认为，大多数强的介入金属吸收线系统，其中MgII 2796 A线的其余等效宽度>0.5A，是恒星形成盘中的星际物质，并从恒星形成盘流出。我们表明，一个版本的Kennicutt-Schmidt定律是很容易得到的，如果镁II等效宽度被解释为运动学扩大从恒星形成星系的外流风中吸收气体。以现象学的方法，并使用一组观测约束恒星形成的星系，我们能够占强MgII吸收剂在宇宙时间的密度分布。介入物质与恒星形成盘的关联自然地解释了强MgII系统的金属丰度和尘埃含量以及它们的高HI柱密度，并且不需要从致密恒星形成区域到星系晕的金属平流来解释观测结果。我们发现，具有广泛的光度范围内的星系可以引起吸收一个给定的休息等效宽度，并讨论可能的观测策略，以更好地量化真正的星系吸收协会，并进一步测试我们的模型。我们表明，吸收体密度的红移演化密切跟踪宇宙的恒星形成历史，强干预系统可以用来直接探测在广泛的红移范围内的明亮和暗淡的星系的物理。通过确定强干预系统与星系盘和量化的版本的肯尼卡特-施密特定律，适用于他们，一个新的探测器的星际介质的发现，提供补充信息，通过星系的排放研究。我们的研究结果的星系反馈和星系际介质的富集的影响进行了讨论。[删节]
2010-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Correlation between planet formation rate and gas surface density: an analog of Kennicutt Schmidt law for planet formation
从第一性原理推导出行星形成率与气体表面密度的幂律关系，类比星系Kennicutt-Schmidt定律，发现幂指数n介于4/3至2之间，为行星形成性质及观测数据解释提供新视角。
2024-12-20 astro-ph.EP astro-ph.GA
On the Kennicutt-Schmidt scaling law of submillimetre galaxies
每单位面积的恒星形成率与不同类型星系的气体表面密度相关。然而，这肯尼卡特-施密特定律尚未被检查的一个大的，均匀选择的SMG样本，这可以提供有用的SF实现信息的模型的大规模星系的形成和演化。我们的目标是确定K-S定律参数的第一次精心挑选的，统计样本的SMG。我们使用ALMA对COSMOS中的40个SMG进行了0.2”分辨率、870 $μ$ m成像调查，这些SMG最初选择在1.1 mm处。我们分析了32/40个目标SMG的样本，我们的新ALMA 870 $μ$ m数据提供了有关灰尘排放空间范围的信息，所有这些都有灰尘模糊的SFR和灰尘为基础的气体质量估计，从我们以前的研究。我们把样本分成同样大的主序星和星爆子样本，发现它们的K-S关系分别为$Σ_{\rm SFR} \propto Σ_{\rm gas}^{0.81\pm0.01}$和$Σ_{\rm SFR} \propto Σ_{\rm gas}^{0.84\pm0.39}$。我们推导出的轻微次线性K-S斜率表明，SF效率在探测的$Σ_{\rm gas}$范围内几乎是恒定的。在假设银河系CO到H的转换因子为整个样本的$_2$下，MS SMG遵守一个恒定的全球SFE约为21%每1亿年，而星爆SMG约为27%。相应的气体耗尽时间为$\sim480$ Myr和370 Myr。平均而言，我们的SMG具有$Σ_{\rm gas}\gtrsim1…
2017-06-02 astro-ph.GA
On the Kennicutt-Schmidt relation of low-metallicity high-redshift galaxies
我们提出了自洽的，高分辨率的宇宙学模拟的星系形成在z~3的结果。模拟采用最近开发的恒星形成的配方的基础上，当地丰富的分子氢，这是跟踪自相一致的过程中的模拟。现象学的H2形成模型占每个星系中的恒星的解离UV辐射的影响，以及自屏蔽和屏蔽的H2的灰尘，因此，使我们能够探索低金属丰度和较高的UV通量普遍存在于高红移星系对它们的恒星形成的影响。我们比较恒星质量，金属丰度，恒星形成率的模拟星系的莱曼Break Galerkin（LBG）的现有观测，并找到一个合理的协议。我们发现，我们的模拟星系在z~3处表现出的肯尼卡特-施密特（KS）关系比z=0关系在σ_gas < 100 Msun/pc ^2时明显更陡，振幅也更低。然而，对于z~3阻尼莱曼$α$（DLA）和LBG，预测的关系与现有的观测约束是一致的。我们的检验表明，高红移星系ISM的金属丰度较低是导致与定域KS关系不同的主要原因。我们讨论了几个影响的金属性依赖的KS关系星系演化和解释的意见。
2009-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spatially resolved Kennicutt-Schmidt relation at z~7 and its connection with the interstellar medium properties
利用ALMA观测和GLAM贝叶斯模型，研究再电离时期5个Lyman Break Galaxies在sub-kpc尺度上的气体性质与KS关系偏离，发现其中心星暴区气体消耗极快且具有更高密度与金属丰度。
2023-09-14 astro-ph.GA
The Schmidt-Kennicutt Law of Matched-Age Star Forming Regions; Pa-alpha Observations of the Early-Phase Interacting Galaxy Taffy I
为了检验最近的一个假设，即施密特-肯尼库特定律中的色散是由恒星形成分子云演化阶段的变化引起的，我们比较了早期合并星系对Taffy I中的分子气体和最近的恒星形成（UGC\ 12915/UGC\ 12914，VV\ 254），它们在2000万年前经历了一次直接碰撞，其恒星形成区预计具有相似的年龄。窄带Pa-α图像是使用小型TAO 1米望远镜上的ANIR近红外相机获得的。该图像使我们能够直接获得星系内恒星形成的准确速率。发现总的恒星形成率为22.2 M_sun/yr，远高于以前的估计。根据等效宽度估计的单个恒星形成斑点的年龄表明，大多数恒星形成区域的年龄约为700万年，除了桥上的巨大HII区域要年轻得多。恒星形成率和分子气体质量的区域具有相同的年龄之间的比较表现出令人惊讶的紧密的相关性，斜率的统一，和恒星形成效率相媲美的星爆星系。这些结果表明，Taffy I在碰撞后刚刚演变成一个星暴系统，恒星形成地点处于类似的阶段，除了桥区域之外，它们都是从出生分子云演变而来的。严格的施密特-肯尼库特定律支持恒星形成定律的分散性在很大程度上是由于恒星形成区域演化阶段的差异。
2012-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Resolved Schmidt-Kennicutt relation in a binary hyperluminous infrared galaxy at $z=2.41$
利用ALMA对z=2.41双超高光度红外星系进行2.5 kpc尺度分辨观测，研究其气体运动学与尘埃性质，并基于冷气体和暖/致密气体推导Schmidt-Kennicutt关系，发现耗竭时间约50–500 Myr且幂律指数n≈1.7，显著高于正常恒星形成星系。
2025-11-09 astro-ph.GA
VERTICO III: The Kennicutt-Schmidt relation in Virgo cluster galaxies
在这篇VERTICO科学论文中，我们旨在研究恒星形成过程如何取决于星系演化背景下的星系环境和引力相互作用。我们探讨的恒星形成率（SFR）的表面密度和分子气体的表面密度之间的标度关系，也被称为肯尼卡特施密特（KS）的关系，在室女星系团螺旋星系的子样本。我们使用VERTICO-ALMA大型计划中720 pc分辨率的新ACA和TP观测来解析室女星系团中37个旋涡星系盘上的分子气体含量，如12 CO（2-1）跃迁所追踪的。结合档案观测，我们估计的KS关系的整个星系系综的参数，并在个别星系。我们发现整个星群的KS斜率为N=0.97+/-0.07，完整样本的特征分子气体耗尽时间为1.86 Gyr，与先前在孤立恒星形成星系中的工作一致。在单个星系中，我们发现KS斜率范围在0.69和1.40之间，典型的恒星形成效率（SFE）可以从星系到星系变化的因子~4。这些星系间的变化在KS系综关系中占了~ 0.20 dex的散射，其特征是0.42 dex的散射。我们发现，室女星系团中的HI-缺乏星系比HI-正常星系团星系具有更陡的KS关系和更低的分子气体效率。虽然室女星系团星系中的分子气体含量似乎与孤立星系中的分子气体含量类似，但我们的VERTICO样本表明，星系团环境在调节恒星形成方面起着关键作用。影响HI星系含量的环境机制也对团星系中分子气体的SFE产生直接影响，导致HI缺乏成员的耗尽时间更长。
2022-11-29 astro-ph.GA
CO map and steep Kennicutt-Schmidt relation in the extended UV disk of M63
来自紫外线卫星GALEX的结果显示，在一些邻近的旋涡星系中，圆盘有很大的延伸，延伸到等照度半径r25的3到4倍。M63是一个具有最广泛的紫外盘的螺旋星系的显着例子，因此它提供了寻找分子气体和表征紫外辐射所揭示的外盘区域恒星形成的机会。我们获得了深CO（1-0）和CO（2-1）的观测IRAM 30米望远镜沿长轴的M63磁盘从中心到银河中心半径rgal = 1.6 r25和一个明亮的紫外区rgal = 1.36 r25。CO（1-0）沿着M63主轴一直检测到r25，CO（2-1）被限制在rgal = 0.68 r25，这可能表明外盘中的激发温度较低。CO（1-0）也在M63的外部亮紫外区被检测到。的径向配置文件的CO排放和Halpha的，24微米，NUV和FUV恒星形成示踪剂和HI从文献中显示出严重的下降与银河中心半径，这样，超过r25，他们都是缺席的，除了一个微弱的紫外线发射和HI。CO排放检测在外部的紫外线区域，其中的紫外线通量高于观察到的紫外线通量超过r25，突出了CO和紫外线通量之间的紧密相关性，即分子气体的量和恒星形成的强度。该外部UV区域由原子气体主导，这表明HI更可能是H2的前体而不是UV光解的产物。一个破幂定律需要被调用来描述M63的Kennicutt-Schmidt（K-S）关系，从星系中心到rgal = 1.36 r25。虽然沿着长轴到r25，K-S关系几乎是线性的…
2014-06-02 astro-ph.GA
The role of velocity dispersion in the Kennicutt-Schmidt relation
University of Crete（克里特大学）；Foundation for Research and Technology-Hellas（希腊研究与技术基金会）
该研究利用多个巡天数据，探究分子气体速度弥散是否作为已解析Kennicutt-Schmidt关系的隐藏参数，发现部分星系中速度弥散与KS关系残差显著相关，且较高的速度弥散对应较低的恒星形成率面密度。
2026-10-01 astro-ph.GA
Re-visiting the extended Schmidt law: the important role of existing stars in regulating star formation
我们重新审视了提出的扩展施密特定律（Shi et al. 2011）指出，星系中的恒星形成效率取决于恒星质量表面密度，通过研究空间分辨的恒星形成率（SFR），气体质量和恒星质量的恒星形成区域在广阔的星系环境中，从矮星系的外盘到螺旋盘，再到合并星系以及M33中的单个分子云。我们发现，这些区域呈紧幂律分布，即Sigma_SFR~（Sigma_star^0.5 Sigma_gas）^[1.09]，这也适用于盘星系和合并星系在高z时的积分测量。有趣的是，我们发现，在Sigma_SFR低至10 ^（-5）Msun/yr/kpc ^2的矮星系外盘中的恒星形成区也遵循扩展的施密特定律，而这些恒星形成区是肯尼库特-施密特定律和西尔克-埃尔梅格林定律的异常值。肯尼库特-施密特定律中的其他异常值，如极贫金属的恒星形成区，也显示出与扩展施密特定律的偏差显着减少。这些结果表明，现有的恒星在帮助调节恒星形成的重要作用，通过它们的重力在广泛的银河系环境中的中面压力的影响。
2018-01-03 astro-ph.GA
Environmental Dependence of the Kennicutt-Schmidt Relation in Galaxies
我们提出了一个详细的描述的唯象H2形成模型和当地的恒星形成处方的基础上的分子（而不是总）气体的密度。这种方法使我们能够避免通常用于恒星形成配方的任意密度和温度阈值。我们目前的结果模型的基础上现实的宇宙学模拟的高z星系形成的网格的数值模型与不同的尘埃气体比和星际远紫外线（FUV）通量。结果表明，小尺度（~10 pc）的原子-分子跃迁和~kpc尺度的Kennicutt-Schmidt（KS）关系对尘气比和FUV通量都很敏感.作为气体密度或柱密度的函数的原子到分子的转变具有大的散射，但相当尖锐，并且随着尘气比的降低和/或FUV通量的增加而向更高的密度转移。因此，恒星形成集中在较高的气体表面密度区域，导致在给定的气体表面密度，在少尘埃和/或较高的FUV通量的环境中，KS关系的斜率较陡，幅度较低。这些趋势应该对低质量、低表面亮度星系的演化有特别强烈的影响，这些星系通常具有低尘埃含量和贫血的恒星形成，但也可能对银河系大小的系统的演化很重要。我们参数化的依赖关系，在我们的模拟中观察到方便的拟合公式，它可以用来模拟依赖的KS关系的尘埃-气体比和FUV通量的半解析模型和宇宙学模拟，不包括辐射转移和H2的形成。
2010-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravity or turbulence? VI. The physics behind the Kennicutt-Schmidt relations
本文通过基本代数推导出单一恒星形成定律，论证其由冷致密分子气体坍缩驱动，解释了多种星系内外恒星形成相关性及斜率变化，并指出恒星反馈仅起关闭作用。
2024-08-24 astro-ph.GA
The ALMA-ALPINE [CII] survey: Kennicutt-Schmidt relation in four massive main-sequence galaxies at z~4.5
本研究利用ALMA高分辨率观测四个z~4.5大质量主序星系，首次将KS关系约束拓展至该红移，发现其遵循低红移关系且气体消耗时标相似，但形态扰动暗示高红移星暴触发机制可能不同。
2023-11-17 astro-ph.GA
The effect of viewing angle on the Kennicutt-Schmidt relation of the local molecular clouds
盖亚的数据为我们提供了一个前所未有的视角来观察太阳附近分子云的三维（3D）结构。我们研究了云的投影面积和质量，因此Kennicutt-Schmidt关系（KS关系），取决于视角。我们推导出的概率分布的投影面积和质量的9个云在400 pc从太阳使用3D尘埃分布数据的文献。我们发现，观察角度可以有一个显着的影响所观察到的面积和质量的个别云。面积和质量的联合概率分布是强相关的，相对平坦，并且可以显示多个峰值。分布的典型范围和50%四分位数分别约为中值的100-200%和20-80%，这使得视角效应对所有个体云都很重要。用于定义云区域的阈值也很重要;我们的分析表明，对于较小的阈值（较大的尺度），云变得更加各向异性。平均而言，天空平面和正面投影的面积和质量是一致的，尽管有很大的分散。这表明，面积和质量的样本平均值相对不受视角影响，这对于促进河外和银河系数据的比较很重要。最终，我们的研究结果表明，云的位置在KS关系的影响，视角在一个非平凡的方式。然而，我们的样品作为一个整体的KS关系并不强烈受这些影响，因为面积和质量的协方差导致观察到的平均柱密度保持相对恒定。
2021-11-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Molecular-Gas Main Sequence and Schmidt-Kennicutt relation are fundamental, the Star-Forming Main Sequence is a (useful) byproduct
研究了恒星形成速率（SFR）与恒星质量（$M_*$）和分子气体质量（$M_{H_2}$）之间的关系。我们进一步研究这些关系的高z（z=1-3）星系和主机的本地样本的活动星系核（AGN）。我们探讨这些依赖关系是内在的，这是一个间接的副产品，采用偏相关系数和随机森林回归。我们发现，对于局部成星星系、高z星系和活动星系核宿主星系，Schmidt-Kennicutt关系（SK，介于$M_{H_2}$和SFR之间）和分子气体主序（MGMS，介于$M_{H_2}$和$M_*$之间）是内在的主序关系，而$M_*$和SFR之间的关系，即成星主序（SFMS）是前两者的间接副产物。因此，恒星形成主序并不是一个基本的标度关系的本地或高红移星系。我们发现的MGMS和SK关系在宇宙时间的演变的证据，在一个给定的恒星质量，红移越高，更大的分子气体质量和恒星形成效率。我们提供了一个参数化的MGMS和SK关系的红移的演变，显示它们如何结合起来，形成所观察到的SFMS的演变。此外，我们发现，本地AGN宿主星系遵循AGN-MGMS关系（以及AGN-SK关系），其中MGMS偏移到较低的$M_{H_2}$对于一个给定的$M_*$相比，本地SF星系。
2022-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Resolved Kennicutt-Schmidt law in two strongly lensed star-forming galaxies at redshift 1
研究利用 HST 与 ALMA 观测两个 z∼1 强透镜星系，在低至约100–200 pc 尺度检验 rKS 定律，发现关系总体成立但小尺度离散增大，并揭示二者空间去相关的尺度差异。
2023-07-14 astro-ph.GA
Star formation laws in the Andromeda galaxy: gas, stars, metals and the surface density of star formation
我们使用分层贝叶斯回归分析，调查在仙女座星系（M31）在本地（30，155，和750 pc）和全球的情况下，恒星形成的法律。我们研究和比较著名的Kennicutt-Schmidt定律，扩展的Schmidt定律和金属丰度/恒星形成相关。利用H $α$和24 $μ$ m的组合，远紫外和24 $μ$ m的组合，以及总红外辐射，我们估计M31的总恒星形成率（SFR）介于$0.35\pm 0.04$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$和$0.4\pm 0.04$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$之间。我们用IRAC 3.6 $μ$ m辐射制作了一张恒星质量表面密度图，测得恒星总质量为$6.9 \times 10^{10}$ M $_{\odot}$ .对于M_（31）中的Kennicutt-Schmidt定律，我们发现幂律指数$N$在0.49 - 1.18之间，对于所有定律，幂律指数随气体示踪剂的变化比随SFR示踪剂的变化更大。幂律指数也会随着离星系中心的距离而变化。我们还应用了常用的普通最小二乘拟合方法，并表明，使用不同的拟合方法会导致不同的幂律指数。SFR的面密度与恒星质量面密度之间存在相关性，这表明Kennicutt-Schmidt定律需要扩展到考虑星系的其他物理性质。我们发现金属丰度，SFR和恒星质量表面密度之间的弱相关性。
2015-12-21 astro-ph.GA
The dustier early-type galaxies deviate from late-type galaxies' scaling relations
几个专注于早期星系（ETG）的专门调查显示，它们中的重要部分在迄今为止研究的所有星际介质阶段都是可检测的。我们从Herschel参考调查中选择ETG，这些ETG既有远红外Herschel，也有HI或CO检测（或两者兼而有之）。通过模拟它们的光谱能量分布，我们得到了它们的恒星形成率（SFR）、恒星质量和尘埃质量。我们结合这些文献信息的原子和分子气体的性质，以关联它们的恒星形成，总气体质量和尘埃质量在全球范围内。ETG偏离了SDSS恒星形成星系定义的尘埃质量-SFR关系和施密特-肯尼库特关系：与SDSS星系相比，ETG在相同的SFR下有更多的尘埃，或者在相同的尘埃质量下有更少的SFR。当把它们放在M*-SFR平面时，ETG显示出比正常恒星形成星系低得多的SFR。ETG显示了一个大的分散相比，施密特-肯尼库特关系在我们的银河系内本地发现，延伸到较低的SFR和气体质量的表面密度。使用ETG的SFR和Schmidt-Kennicutt定律来预测其气体质量会导致低估。ETG与相同恒星质量的恒星形成星系具有相似的膨胀气体与模拟尘埃的质量比，并且它们表现出相似的散射。
2016-06-15 astro-ph.GA
Kennicutt-Schmidt relation of galaxies over 13 billion years in the COLIBRE hydrodynamical simulations
Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）；School of Physics and Astronomy, University of Nottingham（诺丁汉大学物理与天文学学院）；Dipartimento di Fisica G. Occhialini, Università degli Studi di Milano Bicocca（米兰比可卡大学G. Occhialini物理系）；Cardiff Hub for Astrophysics Research & Technology, School of Physics & Astronomy, Cardiff University（卡迪夫大学物理与天文学院，卡迪夫天体物理学研究与技术枢纽）；Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University（澳大利亚国立大学天体物理学研究学院）；Department of Astrophysics, University of Vienna（维也纳大学天体物理学系）
利用COLIBRE宇宙学流体动力学模拟，研究星系在红移0到8范围内的恒星形成率面密度与气体面密度（KS关系）的关联，发现HI KS关系在低质量星系中更陡，H2消耗时间随红移增加而减少约20倍，且与观测吻合。
2026-05-19 astro-ph.GA
The Arp 240 Galaxy Merger: A Detailed Look at the Molecular Kennicutt-Schmidt Star Formation Law on Sub-kpc Scales
本研究针对Arp 240并合星系，通过亚千秒差距尺度观测分析分子肯尼特-施密特定律，发现斜率存在亚线性差异，揭示了盘平均测量会掩盖恒星形成与分子气体的分布及物理性质差异。
2024-12-10 astro-ph.GA
Studying the spatially resolved Schmidt-Kennicutt law in interacting galaxies: the case of Arp 158
最近的研究表明，合并中的恒星形成似乎并不遵循与螺旋盘中相同的施密特-肯尼库特（KS）关系，对于给定的气柱密度，恒星形成率（SFR）更高。在本文中，我们将研究为什么以及如何产生不同的恒星形成模型。要做到这一点，我们研究的过程中，恒星形成的相互作用系统Arp 158和潮汐碎片。我们进行了分析的特定区域的利益Arp 158使用跟踪原子和分子气体，恒星形成，恒星星族以及光学光谱的观察，以确定其确切的性质。我们还适合他们的光谱能量分布与进化合成代码。最后，我们比较了这些天体中的恒星形成与螺旋星系盘中的恒星形成以及星系合并。在整个系统中发现了丰富的分子气体，潮汐尾似乎有许多年轻的恒星，与它们的老恒星相比。其中一个核心是由一个星暴主导，而另一个是一个活跃的核心。我们估计整个系统的SFR，并发现，大多数地区密切遵循的KS关系中看到的螺旋星系的核星暴和尖端的尾巴之一。我们研究这种多样性是否是由于不确定性的方式确定的SFR或是否在核星爆区域的条件是这样的，它不遵循相同的KS法律作为其他地区。对相互作用系统Arp 158的观测提供了第一个明确的证据，表明合并中不同的恒星形成区域可能遵循不同的KS定律。这表明，在不大于1千秒差距的尺度下，星际介质的物理性质、最大引力不稳定性的大小和湍流的注入尺度决定了这些定律的起源。
2011-07-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
An ALMA sub-kiloparsec test of the Kennicutt--Schmidt relation in a strongly lensed dusty star-forming galaxy at $z\sim2.78$
Universidad de Valparaíso（瓦尔帕莱索大学）；Millenium Nucleus for Galaxies (MINGAL)（星系千年核（MINGAL））；STAR Institute（STAR研究所）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；University of Florida（佛罗里达大学）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）；Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (INAOE)（国家天体物理学、光学和电子学研究所）；Universidad Central de Chile（智利中央大学）
通过ALMA和JWST对强透镜星系SMMJ0658的观测，在亚千秒差距尺度检验KS关系，发现其瓦解尺度为0.8千秒差距，表明KS关系的普适性在解析单个恒星形成区域时失效。
2026-11-05 astro-ph.GA
Revisiting the Integrated Star Formation Law. II. Starbursts and the Combined Global Schmidt Law
我们汇编了112个环核恒星形成区的分子气体含量和基于红外的恒星形成率（SFR）的观测结果，以重新研究星爆中圆盘平均施密特表面密度恒星形成定律的形式。然后，我们将这些结果与de los Reyes \& Kennicutt（2019）的153个附近非星爆盘星系的总气体和SFR表面密度相结合，以研究Kennicutt（1998; K98）之后的组合恒星形成定律的性质。我们确认，结合施密特法可以拟合一个单一的幂律与斜率$n = 1.5\pm0.05$（包括拟合方法的不确定性），有点陡峭的值$n = 1.4\pm0.15$发现K98。然而，将不同的幂律拟合到非星爆星系和星爆星系，会产生非常不同的斜率（分别为$n = 1.34\pm0.07$和$0.98\pm0.07$），在星爆关系的零点（$\sim$ 0.6\，dex）有明显的偏移，以获得更高的SFR表面密度。这种偏移被认为是即使当一氧化碳强度和分子氢表面密度之间的一个共同的转换因子被应用，并确认当磁盘表面密度的星际尘埃被用作气体测量的代理。对星爆数据中可能存在的系统偏差的测试未能发现如此大的偏移量的任何虚假来源。我们初步得出结论，在星系中的全球施密特定律，至少因为它是传统的测量，是双峰或可能多模态。可能的原因可能包括分子ISM的小尺度结构或恒星初始质量函数的变化。一个单一的$n \sim 1.5$幂律仍然是星系形成和演化的分析或数值模型…
2020-12-09 astro-ph.GA
On Schmidt's Conjecture and Star Formation Scaling Laws
自从施密特在半个世纪前的开创性工作以来，人们一直对找到一个合适的经验关系感兴趣，该关系将星际气体的某些性质与其中的恒星形成过程直接联系起来。施密特指出，这可能采取恒星形成速率（SFR）与星际气体表面密度之间的幂律关系的形式。然而，最近的观测表明，总的SFR和分子云内的致密气体量之间的线性比例关系似乎是最直接地将恒星形成与星际气体从单个GMC的尺度连接到包含整个星系的尺度的潜在物理关系。虽然施密特关系被发现存在于本地GMCs，有没有施密特关系观察GMCs之间。这些结果的解释和理解的Kennicutt-Schmidt标度定律的星系的影响进行了讨论。
2014-11-04 astro-ph.GA
A Simple Non-equilibrium Feedback Model for Galaxy-Scale Star Formation: Delayed Feedback and SFR Scatter
我们探讨一类简单的非平衡恒星形成模型的反馈调节模型的ISM框架内，适用于千秒差距尺度解决恒星形成的关系（如肯尼卡特施密特）。结合Toomre-Q依赖的本地恒星形成效率每自由落体时间与延迟反馈的模型，我们能够匹配的归一化和分散的解决恒星形成的比例关系。特别是，这个简单的模型表明，大（$\sim$ dex）变化的恒星形成率（SFR）在千秒差距尺度上可能是由于超新星反馈是不是瞬时恒星形成的事实。在一个星系中的恒定气体表面密度的SFR的散射，然后取决于反馈的属性，当我们观察到它的恒星形成区域在不同的点在整个崩溃/恒星形成“周期”。这具有以下重要的观测结果：（1）Kennicutt-Schmidt关系的分散和归一化对局部不敏感。（3）Kennicutt-Schmidt关系的离散和归一化是反馈时间尺度和强度的敏感探针;（4）即使在一个$\tilde Q_{\rm gas}$确定性地决定恒星形成的局部模型中，时间演化，局部条件的变化（例如，气体分数和动力学时间），星系之间的变化可以破坏大部分的SFR和$\tilde Q_{\rm gas}$之间的相关性，在解决星系调查。此外，该模型表现出大的分散在SFR在低气体表面密度，与观察到的平坦的外HI盘速度分散分布。
2019-04-30 astro-ph.GA
Feedback Regulated Star Formation: Implications for the Kennicutt-Schmidt Law
在星系盘中恒星形成的反馈调节模型中，导出了恒星形成速率面密度（Sigma_{SFR}）与气体面密度（Sigma_{g}）之间的金属丰度依赖关系.在这个模型中，恒星形成发生在引力束缚的原星团中，原星团质量函数遵循幂律函数，斜率为-2。依赖于金属丰度的反馈是由OB星（M > 5 Msol）的风在团块中形成的。恒星形成的猝灭发生在金属含量逐渐减少的团块中，这是由于风的光度较弱，从而导致最终恒星形成效率较高（SFE_{exp}）。通过结合SFE_{exp}与气体排出发生的时间尺度，我们得出了在这个模型中，每单位时间的金属丰度依赖的恒星形成率作为Sigma_{g}的函数。这与分子气体分数相结合，以导出Sigma_{SFR}对Sigma_{g}的全局依赖性。该模型再现很好地观察到的恒星形成的法律延伸到低气体表面密度的星爆制度。此外，我们的研究结果表明，$Σ_{SFR}$的金属丰度的依赖性在整个范围内的气体表面密度相比，其他模型，也可以解释部分的分散在观察。我们提供了一个表格形式的恒星形成的法律，可以很容易地纳入到数值模拟或半解析模型的星系形成和演化。
2011-07-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Gravity or turbulence? VII. The Schmidt-Kennicutt law, the star formation efficiency, and the mass density of clusters from gravitational collapse rather than turbulent support
本研究通过模拟纤维状分子云的引力坍缩，发现施密特-肯尼卡特关系、低且恒定的恒星形成效率及星团质量密度均自然源于引力收缩，而非湍流支撑。
2025-07-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Kiloparsec-Scale Simulations of Magnetised Molecular Clouds in Disk Galaxies
我们提出了模拟的自引力致密气体的演变千分之一秒尺度的星系盘，旨在研究从巨分子云（GMCs）的致密团块的形成。这些密集的团块被认为是星团的前身，这个过程可能是肯尼库特-施密特关系所描述的星系系统中控制恒星形成速率的限速步骤。这些模拟的GMC和团块的演化是由湍流压力支持和大尺度星系切变平衡的自引力决定的。虽然云的结构和密度显着变化，在其演变过程中，他们大致保持在维里平衡的时间尺度超过GMC的自由落体时间，表明能量从星系剪切不断级联。我们以每局部自由落体时间2%的缓慢，低效的速率实现恒星形成，但由于致密气体的过度产生，这产生了比观察到的Kennicutt-Schmidt关系大两个数量级以上的全球恒星形成速率。为了解释这种差异，我们预计磁场提供额外的支持。低分辨率的模拟确实表明，磁场降低了恒星的形成率。
2012-11-28 astro-ph.GA
Resolved Molecular Gas and Star Formation Properties of the Strongly Lensed z=2.26 Galaxy SDSS J0901+1814
本文给出了z=2.26的强透镜星系SDSS J 0901 +1814的CO（1-0），CO（3-2），H α和[N II]谱线的~1”分辨率（源平面~ 2kpc）观测结果。我们使用这些观测结果来约束前景星系群的透镜潜力，我们的源平面重建表明SDSS J 0901 +1814是一个几乎面对面（i~30度）的大质量圆盘，其分子气体的r_{1/2} >~4 kpc。利用我们新的放大系数（mu_tot~30），我们发现SDSS J 0901 +1814的恒星形成率（SFR）为268^{+63}_{-61} M_sun/yr，M_gas=（1.6^{+0.3}_{-0.2}）x10^11 x（alpha_CO/4.6）M_sun，M_star=（9.5^{+3.8}_{-2.8}）x10^10 M_sun，这使它位于恒星形成星系的“主序星”上。“我们使用匹配的高角分辨率气体和SFR示踪剂（分别为CO和Halpha），根据施密特-肯尼库特关系对SDSS J 0901 +1814进行空间分辨（逐像素）分析。在对大部分遮蔽恒星形成进行校正后（SFR_H α/SFR_TIR=0.054^{+0.015}_{-0.014}），我们发现SDSS J 0901 +1814从“正常”恒星形成星系偏移到更高的恒星形成效率，而与CO-to-H_2转换因子的假设无关。我们对SDSS J 0901 +1814的施密…
2019-05-23 astro-ph.GA
Towards a self-consistent numerical model of late-type galaxies: Calibrating the effects of sub-grid physics on galactic models
我们进行了几个孤立的星系演化模拟在一个固定的暗物质晕引力势使用我们的新版本的N体/光滑粒子流体动力学（SPH）代码GCD+。新代码使我们能够更准确地建模和跟踪系统的气体和恒星成分的演变，包括强大的超新星反馈及其对星际介质（ISM）的影响。在这里，我们提出了六个模拟的结果，一个M33大小的晚型盘星系每个不同的值，我们的模型参数，其中包括恒星形成效率（C*），每个超新星爆炸释放的能量（E_SN）和单位时间从恒星风释放的能量（E_SW）。我们进行了一个像素的像素和径向环分析方法，我们的每个星系比较我们的结果所观察到的施密特-肯尼库特定律和垂直气体速度色散与半径的关系等。我们发现，我们的模型与更高的反馈更接近的意见，反馈中起着关键作用，在获得所观察到的施密特-肯尼库特和气体速度色散关系。
2011-12-09 astro-ph.GA
Schmidt's Conjecture and Star Formation in Molecular Clouds
我们研究了Schmidt猜想（即，恒星形成率与气体密度呈幂律关系）。使用贝叶斯方法，我们表明，一个本地施密特标度关系的形式Sigma*（A_K）= kappa x（A_K）^{beta}（原恒星pc^{-2}）存在内（但不是之间）GMC。此外，我们发现，施密特标度律，本身，并没有提供一个足够的描述恒星形成活动的GMCs。由于云产生的原恒星总数是由Sigma*（A_K）和S '（> A_K）的乘积给出的，S'是在整个云上积分的微分表面积分布函数，云的结构在确定其恒星形成活动的水平方面起着基本的作用。对于具有相似σ *（A_K）函数形式的云，观测到的总SFR的差异主要是由于云之间S '（> A_K）的差异。σ *（A_K）与S '（> A_K）的耦合也使SFR和原恒星产生在A_K ~ 0.8星等以上有一个陡跳。最后，我们表明，没有全球施密特定律，涉及恒星形成率和气体质量的表面密度之间的GMC。因此，观测到的圆盘星系的肯尼卡特-施密特标度关系很可能是GMC未解决的测量结果，而不是任何表征分子气体的恒星形成的潜在物理定律的结果。
2013-09-26 astro-ph.GA
The role of turbulence in star formation laws and thresholds
施密特-肯尼库特关系将星系中气体的表面密度与恒星形成率联系起来。这种关系的物理起源，特别是它的中断，即低气体表面密度下的无效状态和较高密度下的主要状态之间的过渡，仍然存在争议。在这里，我们研究了几个低红移星系中恒星形成关系和断裂的物理起源，从矮不规则星系到大质量螺旋星系。我们使用的数值模拟代表的银河系，大，小麦哲伦云与秒差距到subparsec的分辨率，并重现所观察到的恒星形成的关系和恒星形成阈值的相对变化。我们分析了星际湍流，气体冷却和几何形状在绘制这些关系中的作用，在100 pc的规模。我们建议，特别是施密特- Kennicutt关系中的一个突破的存在可能与从亚音速到超音速湍流的过渡，是独立的自屏蔽效应。这种转变与气体的热性质有关，因此与金属丰度有关，在贫金属星系中，这种转变向高表面密度方向移动，就像在矮星系中观察到的那样。我们的研究结果表明，在自引力作用下，湍流（以星系尺度注入）可以引起气体的压缩，并调节恒星的形成。
2014-02-07 astro-ph.GA
Kiloparsec-Scale Simulations of Star Formation in Disk Galaxies. I. The unmagnetized and zero-feedback limit
我们提出了流体动力学模拟的自引力致密气体的演化尺度为1千秒差距下降到<秒差距的星系盘，旨在研究从巨分子云（GMC）的致密团块的形成。这些结构被认为是星团的前身，这个过程可能是肯尼库特-施密特关系所描述的星系系统中控制恒星形成速率的限速步骤。我们遵循的气体的热演化到~ 5 K使用依赖于湍流的加热和冷却功能。我们还不包括磁场或局部恒星反馈，因此GMC和团块的演化仅由热和湍流压力支持平衡的自引力和大尺度星系切变决定。虽然云的结构和密度的变化显着的模拟过程中，GMC维里参数大多保持在统一以上的时间尺度超过GMC的自由落体时间表明，从银河系剪切和大规模的云运动的能量不断级联和GMC内。我们以每局部自由落体时间2%的缓慢、低效的速率实现恒星形成，但即使这样，由于致密气体团块的过度产生，也会产生比观察到的肯尼库特-施密特关系大两个数量级的全球恒星形成速率。我们预计，磁支持和局部恒星反馈相结合，需要抑制致密团块的形成，以约1%的速度，结果从零反馈的限制。
2012-12-12 astro-ph.GA
A simple and general method for solving detailed chemical evolution with delayed production of iron and other chemical elements
我们提出了一个理论方法来解决化学演化的星系，假设一个瞬时回收近似的化学元素恢复的大质量恒星和延迟时间分布形式主义的延迟化学富集Ia型超新星。星系气体质量组装的历史，以及假设的恒星产额和初始质量函数，代表了这个方法的出发点。我们推导出一个简单而通用的方程，它密切相关的星系气体吸积历史和恒星形成历史的拉普拉斯变换，它可以用来简化问题的恢复这些量的星系演化模型假设线性施密特-肯尼库特定律。我们发现，一旦从我们的假设中重建了星系恒星形成的历史，化学元素$X$演化的微分方程可以用经典方法适当地求解。我们应用我们的模型来重现[O/Fe]和[Si/Fe]与[Fe/H]的化学丰度模式，在太阳附近观察到的，通过假设一个衰减的指数下降率的气体和不同的延迟时间分布的Ia型超新星，我们还探讨了假设一个非线性施密特-肯尼库特定律的影响，指数的幂律是$k=1.4$。虽然近似，我们的结论是，我们的模型与Ia型超新星的单一退化的情况下，提供了最好的协议与观测数据集。我们的方法也可用于其它互补星系恒星星族合成模型，预测星系的化学演化。
2016-12-23 astro-ph.GA
The Volumetric Extended-Schmidt Law: A Unity Slope
我们研究了螺旋星系、矮星系和超弥散星系（UDG）中空间分辨区域的扩展施密特（ES）体积密度定律（$ρ_{\rm SFR}$ $\propto$ $(ρ_{\rm gas}ρ_{\rm star}^{0.5})^{α^{\rm VES}}$），并与体积肯尼卡特-施密特（KS）定律（$ρ_{\rm SFR}$ $\propto$ $ρ_{\rm gas}^{α^{\rm VKS}}$）进行了比较。我们首先使用11个螺旋样本来描述单个星系中的这些恒星形成规律，发现中值斜率$α^{\rm VES}$ =0.98和$α^{\rm VKS}$ =1.42，星系到星系的均方根波动对于体积ES定律来说要小得多（0.18 vs 0.41）。通过将螺旋中的所有区域与另外13个矮星和一个UDG中的区域组合成一个单个数据集，发现体积ES定律在给定x轴上的均方根散射为0.25 dex，也小于体积KS定律的均方根散射（0.34 dex）。在UDG提供的极低气体密度区域，体积KS定律失效，但体积ES定律仍然成立。另一方面，与表面密度ES定律相比，体积ES定律的均方根散射略大，这与ES定律的固有斜率为$α^{\rm VES} \equiv$ 1的情况一致，但标度高度的额外观测误差增加了体积密度的不确定性。ES定律的单位斜率意味着恒星形成效率（= $ρ_{\rm SFR}$ / $ρ_{\rm gas}$）由与$ρ…
2022-11-14 astro-ph.GA
Simulations of star forming main sequence galaxies in Milgromian gravity
我们进行流体动力学MOND模拟孤立盘星系的恒星质量范围$M_{\star}/M_\odot = 10^7 - 10^{11}$使用自适应网格细化代码\textsc{phantom of ramses}（\textsc{por}），适应的\textsc{ramses}代码与Milgromian重力求解器。尺度长度和气体分数是基于观测到的星系，模拟运行5~Gyr。的主要目的是要看看是否现有的次网格物理处方恒星形成和恒星反馈再现所观察到的主要序列，并合理地匹配Kennicutt-Schmidt关系，捕捉如何本地和全球的恒星形成率与其他属性。模型中的恒星形成在初始化后不久就开始了，并随着模型的发展而继续。初始化的星系确实演化到一个状态，这是对观察到的主序列，并合理地匹配肯尼卡特-施密特关系。因此，现有的次网格物理学公式是足够的，并导致星系的行为很大程度上像观察到的星系，半径增长，并有平坦的旋转曲线$-$，只要我们使用米氏引力。此外，棒的强度往往与星系的恒星质量呈负相关，而棒的长度与恒星质量密切相关。无论质量，酒吧模式的速度保持恒定的时间，表明动态摩擦不影响酒吧的动态。这些模型证明了伦佐规则，并在大半径处形成结构，就像在真实的星系中一样。在这个框架中，重子物理学因此被充分理解，不会对我们的全球星系性质建模造成重大的不确定性。
2022-12-14 astro-ph.GA
Is the molecular KS relationship universal down to low metallicities?
近年来，人们推测在金属丰度极低的星系环境中，恒星形成于缺乏H2的区域。本文研究了星系金属丰度和紫外光场强度的变化对恒星形成的影响，以及分子气体的Kennicutt-Schmidt关系。使用极高分辨率arepo模拟孤立的矮星系，我们独立地改变金属丰度和紫外线场之间的1%和10%的太阳邻域值。我们包括一个非平衡，时间依赖性的化学网络来模拟ISM的分子组成，并包括从环境紫外线场的气体屏蔽的影响。至关重要的是，我们的模拟直接模拟了气体的引力坍缩成恒星形成的团块和核心，以及随后使用下沉粒子的吸积。在这篇首次发表的论文中，我们发现将金属丰度和紫外线场降低10倍对恒星形成没有影响，对寒冷、致密的恒星形成气体的影响微乎其微。冷气体的耗尽时间几乎是一个数量级以上的分子气体耗尽时间，由于在HI主导的冷气体中的恒星形成的存在。我们研究了在模拟中自然产生的H2 Kennicutt-Schmidt关系，并在我们的基准10%太阳金属丰度模型中发现了N = 1.09 +/- 0.014的近线性幂律指数。随着金属丰度和紫外线场的减少，这变得适度陡峭，对于我们的1%太阳金属丰度和1%太阳紫外线场模型，斜率为N = 1.24 +/- 0.022。
2021-12-15 astro-ph.GA
The properties of the ISM in disc galaxies with stellar feedback
我们进行孤立的盘星系的计算，调查ISM的性质，分子云的性质，以及全球恒星形成率取决于恒星反馈的水平。我们采用一个简单的物理模型，其中包括银河系的潜力，一个标准的冷却和加热的ISM处方，和自引力的气体。恒星反馈是通过将能量注入致密的引力坍缩气体来实现的，但与施密特-肯尼库特关系无关。我们得到的气体的分数，填充因子为不同阶段的ISM在合理的年龄与观察。超新星被发现是至关重要的再现ISM的不同组成部分的标度高度，和速度分散。在模拟中形成的GMC显示与观察相似的质谱，其归一化取决于反馈水平。我们发现约40%的云表现出逆行旋转，由云-云碰撞引起。我们得到的恒星形成率是在良好的协议与观察到的施密特-Kennicutt关系，并不强烈依赖于我们假设的恒星形成效率，在很大程度上是自我调节的反馈。我们还调查的螺旋结构的影响，通过比较计算和没有螺旋组件的潜力。与螺旋势的主要区别在于，更多质量的GMC能够在螺旋臂中积累。因此，即使有恒星反馈，我们也能够重现大质量的GMC，以及在许多宏伟设计的星系中看到的马刺。螺旋势的存在对恒星形成率没有明显的影响，但可以通过形成长寿命的强束缚云来间接增加恒星形成率。
2011-07-01 astro-ph.GA
Starbursts triggered by inter-galactic tides and interstellar compressive turbulence
利用秒差距分辨率的模拟一个典型的星系合并，我们研究触发星爆连接（间）星系动力学的结构的星际介质。两个星系之间的引力相遇增强了大体积的潮汐压缩，这增加并改变了湍流，特别是其相对于螺线管的压缩模式。这会产生过量的致密气体，导致强烈的恒星形成活动。沿着相互作用，压缩湍流修改了气体到恒星转换的效率，在施密特-肯尼库特图中，驱动星系从盘序列到星爆序列。
2014-03-28 astro-ph.GA
Large-scale turbulent driving regulates star formation in high-redshift gas-rich galaxies
是什么调节恒星形成的问题是一个长期存在的问题。为了研究这个问题，我们模拟了一个星系的千秒差距立方体部分，有三种恒星反馈：HII区域的形成，超新星的爆炸和紫外线加热。我们发现，恒星反馈是足够的，以减少平均恒星形成率（SFR）的施密特-肯尼库特定律的水平，在银河系，但不是在高红移气体丰富的星系，这表明另一种类型的支持应该增加。我们调查是否一个外部驱动的湍流，如一个大的星系尺度可以减少在观测水平的SFR。假设Toomre参数接近于1，我们推断出一个典型的湍流强迫，我们认为应该平行于银河系盘的平面。当这种强迫被应用在我们的模拟中时，我们的模拟中的SFR紧密地遵循Schmidt-Kennicutt关系。我们发现，速度色散是强烈的各向异性的速度色散沿银道面是高达10倍以上的垂直速度。
2020-06-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
A Total Molecular Gas Mass Census in z~2-3 Star-forming Galaxies: Low-J CO Excitation Probes of Galaxies' Evolutionary States
本文介绍了在卡尔G.利用Jansky甚大阵（VLA）对14个z~2星系进行了CO（3-2）测量，其中包括11个含有活动星系核（AGN）的星系和3个亚毫米星系（SMG）。我们将这个样本与文献中另外15个同时具有CO（1-0）和CO（3-2）测量的z~2星系结合起来，以评估SMG和AGN宿主星系之间CO激发的差异，测量CO激发对这些群体的衍生分子气体性质的影响，并寻找分子气体激发与其他物理参数之间的相关性。利用我们的CO（3-2）/CO（1-0）谱线比测量的扩展样本，我们没有发现SMG和AGN宿主星系之间的平均谱线比存在显著的统计差异，而是发现AGN宿主星系的平均谱线比为r_3，1 =1.03+/-0.50，SMG的平均谱线比为r_3，1 =0.78+/-0.27（或两个群体合并的r_3，1 =0.90+/-0.40）。我们也没有在p=0.05水平上测量这些群体的线比分布之间的统计学显著差异，尽管该结果不太稳健。我们发现没有激发依赖于指数或偏移的集成施密特-Kennicutt关系的两个CO线，并获得与N=1的各种子群体的指数一致。然而，包括低z“正常”星系增加我们的最佳拟合施密特-肯尼库特指数N~1.2。虽然我们没有重现CO线宽和光度之间的相关性，我们重现CO激发和恒星形成效率之间的相关性。
2016-06-07 astro-ph.GA
A Test of Star Formation Laws in Disk Galaxies. II. Dependence on dynamical properties
我们使用观测到的径向分布的质量表面密度的总，$Σ_g$，和分子，$Σ_{\rm H2}$，气体，旋转速度和恒星形成率（SFR）的表面密度，$Σ_{\rm sfr}$，分子丰富的（$Σ_{\rm H2}\geΣ_{\rm HI}/2$）区域的一些恒星形成定律：Kennicutt-Schmidt定律，$Σ_{\rm sfr}=A_gΣ_{g,2}^{1.5}$ ;恒定分子定律，$Σ_{\rm sfr}=A_{\rm H2}Σ_{\rm H2,2}$ ; Krumholz & McKee（KM 05）和Krumholz等人（KMT 09）的双折射调节定律，气体- $Ω$定律，$Σ_{\rm sfr}=B_ΩΣ_gΩ$ ;以及剪切驱动的GMC碰撞定律，$Σ_{\rm sfr}=B_{\rm CC}Σ_gΩ(1-0.7β)$，其中$β\equiv d {\rm ln} v_{\rm circ}/d {\rm ln} r$。如果允许一个自由的归一化参数为每个星系，这些法律预测的均方根误差的因素为1.4 - 1.8的SFR。如果每个定律对整个星系样本使用单个归一化参数，则均方根误差范围为1.5 - 2.1。虽然常数分子定律给出了最小的误差，但相对于KMT，Kennicutt-Schmidt和GMC碰撞定律的改进并不特别显著，特别是考虑到定律使用的不同观测输入和所包含的物理范围，从经验关系到星际介…
2014-04-04 astro-ph.GA
