We systematically investigate how cloud-cloud collisions influence star formation, emphasizing the roles of collision velocity, magnetic field orientation, and radiative feedback. Using the first cloud-cloud collision simulations that model individual star formation and accretion with all stellar feedback mechanisms, we explore the morphological evolution, star formation efficiency (SFE), fragmentation, stellar mass distribution, and feedback-driven gas dispersal. Our results show that cloud collisions substantially enhance the rate and timing of star formation compared to isolated scenarios, though the final SFE remains broadly similar across all setups. Lower collision velocities facilitate prolonged gravitational interaction and accumulation of gas, promoting sustained star formation characterized by elongated filamentary structures. Conversely, high-velocity collisions induce rapid gas compression and turbulent motions, leading to intense but transient episodes of star formation, which are curtailed by feedback-driven dispersal. The orientation of the magnetic field markedly affects collision outcomes. Parallel fields allow gas to collapse efficiently along magnetic lines, forming fewer but more massive stars. In contrast, perpendicular fields generate significant magnetic pressure, which stabilizes the shock-compressed gas and delays gravitational collapse, resulting in more distributed and less massive stellar fragments. Radiative feedback from massive stars consistently regulates star formation, halting further gas accretion at moderate efficiencies (10-15%) and initiating feedback-driven dispersal. Although the cloud dynamics vary significantly, the stellar mass function remains robust across scenarios-shaped modestly by magnetic orientation but only weakly influenced by collision velocity.
Head-Tail Clouds: Drops to Probe the Diffuse Galactic Halo
头-尾高速云(HVC)是一种中性氢晕云,它似乎与扩散晕介质相互作用,这一点可以从其压缩的头部和相对扩散的尾部看出。本文给出了来自HI-Parkes全巡天(HIPASS)HVC星表的116个南天(d < 2 deg)头尾型HVC样本,该星表的空间分辨率为15.5弧分(45 pc at 10 kpc),灵敏度为NHI =2 x 10^(18)cm^(-2)(5 sigma)。35%的HIPASS致密和半致密HVC(CHVC和:HVC)可以从它们的形态分类为头-尾云。这些云在10千秒差距时的典型质量为730 M_sun(60千秒差距时为26,000 M_sun),考虑到它们在空间和运动学上的接近性,大多数云可能与更大的HVC复合体有关。这种接近性,加上它们与CHVC和没有头尾结构的HVC相似的性质,表明头尾云的寿命很短,与模拟预测一致。大约有一半的头尾云可以与麦哲伦星系联系在一起,其中大部分位于主导臂的区域,位置角指向麦哲伦星系运动的大致方向。在引导臂区域的丰度是一致的,这一特点是更接近银河系盘比麦哲伦流和通过一个更密集的晕介质移动。头-尾云将直接供给多相晕介质,而不是银河系盘,并为扩散的星系晕介质至少延伸到麦哲伦云的距离提供额外的证据。
Head-tail molecular clouds falling onto the Milky Way disk
Nagoya City Science Museum(名古屋市科学馆);Department of Physics, Graduate School of Science, Nagoya University(名古屋大学理学研究科物理学系);Faculty of Engineering, Gifu University(岐阜大学工学部);Department of Earth Science and Astronomy, Graduate School of Arts and Sciences, The University of Tokyo(东京大学大学院人文社会系研究科地球惑星科学专攻);Faculty of Education, Kagawa University(香川大学教育学部);Center for Space Research and Utilization Promotion (c-SRUP), Gifu University(岐阜大学宇宙利用促进研究中心);Institute of Statistical Mathematics(数理统计学研究所);National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), National Institutes of Natural Sciences (NINS)(日本国立天文台(隶属于自然科学研究机构));Department of Physics, Faculty of Science, Hokkaido University(北海道大学理学部物理学系);Institute for Advanced Study, Gifu University(岐阜大学高等研究院);Institute for Advanced Research, Nagoya University(名古屋大学高等研究院);Nobeyama Radio Observatory, National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), National Institutes of Natural Sciences (NINS)(野边山无线电天文台(隶属于日本国立天文台,自然科学研究机构));National Institute for Fusion Science (NIFS)(核聚变科学研究所)
Feedback in Clouds II: UV Photoionisation and the first supernova in a massive cloud
分子云的结构受到恒星反馈的各种形式的调节。两个最重要的反馈过程是紫外光电离和来自大质量恒星的超新星。然而,云对这些过程的精确响应以及它们之间的相互作用仍然是一个悬而未决的问题。特别是,我们希望知道在什么条件下云可以被反馈分散,这反过来又可以给我们关于反馈如何调节云内恒星形成的提示。我们进行了一套辐射磁流体动力学模拟的10^5太阳质量云与嵌入源的电离辐射和超新星,包括多个超新星和超超新星模型。一个相当于星云质量10%的紫外线源需要驱散星云,这表明恒星形成效率应该在10%左右。单个超新星无法显着影响云的演变。然而,高能超新星和多颗超新星能够为云增加大量的动量,每10^{51}尔格的超新星能量大约有10^{43} g cm/s的动量。这是在其他工作中估计的较低范围内,因为仍然嵌入HII区域内的致密气体团导致超新星爆炸中的快速冷却。我们认为,超新星本身是无法调节恒星形成的分子云,并认为强大的前超新星反馈是必要的,让超新星爆炸波有效地传播到星际介质
Does slow and steady win the race? Investigating feedback processes in giant molecular clouds
我们研究了逐渐加热对质量为$2\times 10^6$ M $_\odot$的湍流分子云演化的影响,维里参数在$0.7-1.2$之间。这种逐渐加热代表了来自大质量恒星的风或来自高质量X射线双星(HMXB)的反馈等过程的能量输出,与超新星(SNe)的脉冲能量注入形成对比。对于质量足够高的恒星,它们的寿命短于云的寿命,我们包括SN反馈处方。包括这两种效果,我们调查之间的相互作用慢和快的反馈形式和它们的有效性在触发/抑制恒星形成。我们发现SN反馈可以在气体中雕刻低密度烟囱,为能量逃逸提供最小阻力的路径。一旦发生这种情况,更稳定,但能量较低,渐进的反馈能够保持烟囱打开。通过将热的破坏性气体从云的中心排出,烟囱可以对恒星形成的效率和持续时间产生积极的影响。此外,关键因素是在每个云的自由落体时间内活跃的高质量恒星和SNe(以及任何随后的HMXB)的数量。由于SN延迟时间的随机性和HMXB形成的随机性,这可能会因云而异。然而,我们模拟中的决定性因素是冷却的效率,这可以改变下沉粒子形成所需的金斯质量,以及云中大质量恒星的数量。
The headlight cloud in NGC 628: An extreme giant molecular cloud in a typical galaxy disk
分子气体的云尺度调查揭示了分子云性质与恒星形成(SF)之间的联系,在一系列银河系环境中。星系盘中的云量被认为是“正常”SF的代表。然而,在高分辨率下,在正常的磁盘环境中也可以观察到具有特殊气体特性和SF活动的云。本文研究了NGC628星盘中最亮云的CO示踪辐射。这片云在空间上与一个非常明亮的HII区域重合。我们描述了它的分子气体性质,并研究了反馈和大尺度过程如何影响分子气体的性质。高分辨率的COALMA观测被用来描述它的质量和动力学状态,并与NGC628中的其他云进行了比较。一个LVG分析被用来约束束稀释的分子气体的密度和温度。我们使用Starburst 99分析MUSE光谱来表征与HII区域相关的年轻恒星星族。云是巨大的($1-2\times10^7$ M $_{\odot}$),具有$n_{\rm H_2}=5\times10^4$ cm $^{-3}$的光束稀释密度。它具有较低的维里参数,这表明它的CO排放可能是overluminous由于加热的HII区域。一个年轻的大质量$2-4$ M $_{\odot}$恒星星族与之相伴。我们认为,云目前正在被年轻的大质量恒星的反馈破坏。由于云的质量很大,云演化的这个阶段足够长,可以观察到反馈对气体激发的影响。它的高质量可能与它的位置有关,在螺旋共同旋转半径,与盘的其他区域相比,气体经历减少的银河系剪切,并接受持续的气体流入,可以促进云的…
TODDLERS 2.0: Stellar feedback and observables across diverse IMFs, binary populations, and cloud environments
Département de Physique, de Génie Physique et d’Optique, Université Laval(拉瓦尔大学物理、物理工程与光学系);Centre de Recherche en Astrophysique du Québec (CRAQ)(魁北克天体物理学研究中心)
Gaia Stellar Kinematics in the Head of the Orion A Cloud: Runaway Stellar Groups and Gravitational Infall
这项工作扩展了以前对猎户座A云头部年轻恒星的运动学研究(OMC-1/2/3/4/5)。它是基于大量的红外线,光学和X射线选择前主序星与可靠的径向速度和盖亚派生的恒星松弛和自行样本。恒星运动群被确定为假设他们模仿他们的父母气体的运动。有几个星系群被发现具有特殊的运动学:NGC 1977星团和扩展猎户座星云(EON)腔中的两个恒星群在离开它们的出生地时被捕获。NGC 1977的异常运动可能是由全球等级云坍缩、大质量Ori OB 1ab星的反馈、超音速湍流、云-云碰撞和/或弹弓效应引起的,前两种模型是我们所倾向的。由于附近OB星的小规模“火箭效应”,EON群可能继承了其母云的异常运动。我们还确定了猎户座A以东和以西的稀疏恒星群,这些恒星群正在从中心区域漂移,可能是猎户座星云团的一个缓慢膨胀的光环。我们证实了先前报道的结果,不同的视线距离的云的头部与相关的气体速度的差异的不同部分。恒星运动学的三维电影显示了OMC-1中恒星群的收缩和OMC-123恒星的整体收缩。总的来说,猎户座A区的头部表现出复杂的运动与理论模型相一致,涉及层次引力坍缩(可能是湍流)与OB恒星反馈的云。
The effect of the virial state of molecular clouds on the influence of feedback from massive stars
本文用光滑粒子流体动力学方法模拟了光电离辐射和恒星风对一系列10个$^{4}$ M $_{\odot}$湍流分子云的影响。这些湍流分子云的初始维里比分别为0.7,1.1,1.5,1.9和2.3,初始平均密度分别为136,1135和9096 cm $^{-3}$。恒星形成效率率的降低被认为是适度的,在$30\%-50\%$的范围内,并且在整个参数空间中变化不大。在模拟的$\approx3$ \,Myr持续时间内,恒星形成没有完全终止。被反馈释放的物质的分数在$20-60\%$范围内,具有最低逃逸速度的云受到最强烈的影响。电离气体的泄漏导致HII区域迅速变得欠压。因此,电离的破坏性影响在很大程度上不是由于HII区域的热驱动膨胀,而是由于新鲜材料的光蒸发引起的动量转移。我们的模拟有类似的全球电离率,我们表明,反馈对他们的影响,可以充分建模为一个稳定的注入的势头,类似的动量守恒风。
An uncertainty principle for star formation - II. A new method for characterising the cloud-scale physics of star formation and feedback across cosmic history