Simulations of the star-forming molecular gas in an interacting M51-like galaxy
Simulations of the star-forming molecular gas in an interacting M51-like galaxy
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对相互作用的类 M51 星系中恒星形成分子气体的模拟
DOI：
10.1093/mnras/stz3600
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发表时间：
2020
影响因子：
4.8
通讯作者：
Clark, Paul C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tress, Robin G.;Smith, Rowan J.;Sormani, Mattia C.;Glover, Simon C. O.;Klessen, Ralf S.;Mac Low, Mordecai-Mark;Clark, Paul C.
我们在此发表一系列旨在更好地理解银河系背景下巨分子云（GMCs）的演化和特性的论文中的第一篇。我们对一个相互作用的星系进行了高分辨率的三维模拟，这个星系的灵感来自于被充分观测到的M51星系。我们的基准模拟包括一个非平衡的、依赖于时间的化学网络，它遵循原子和分子氢以及碳和氧自一致的进化。我们的计算还处理了气体自引力和随后的恒星形成（由下沉粒子描述），以及耦合的超新星反馈。在模拟星际介质（ISM）最密集的部分，我们达到了亚秒差距的分辨率，使我们能够分辨整个星系中单个gmc及其形成和毁灭的自我一致性。在这项初步工作中，我们将重点放在ISM的一般性质上，特别关注冷恒星形成气体。我们讨论了与伴星系的相互作用在产生冷分子气体和控制恒星诞生中的作用。我们发现，虽然这种相互作用驱动了星系中大规模的气体流动并产生了旋臂，但在确定不同ISM阶段的气体组分和整体恒星形成速率方面，它是次要的。而在小尺度GMC上，气体的行为主要由耦合反馈驱动的ISM的自调节特性控制。
We present here the first of a series of papers aimed at better understanding the evolution and properties of giant molecular clouds (GMCs) in a galactic context. We perform high-resolution, three-dimensionalareposimulations of an interacting galaxy inspired by the well-observed M51 galaxy. Our fiducial simulations include a non-equilibrium, time-dependent, chemical network that follows the evolution of atomic and molecular hydrogen as well as carbon and oxygen self-consistently. Our calculations also treat gas self-gravity and subsequent star formation (described by sink particles), and coupled supernova feedback. In the densest parts of the simulated interstellar medium (ISM), we reach sub-parsec resolution, granting us the ability to resolve individual GMCs and their formation and destruction self-consistently throughout the galaxy. In this initial work, we focus on the general properties of the ISM with a particular focus on the cold star-forming gas. We discuss the role of the interaction with the companion galaxy in generating cold molecular gas and controlling stellar birth. We find that while the interaction drives large-scale gas flows and induces spiral arms in the galaxy, it is of secondary importance in determining gas fractions in the different ISM phases and the overall star formation rate. The behaviour of the gas on small GMC scales instead is mostly controlled by the self-regulating property of the ISM driven by coupled feedback.
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H. Pan;Lihwai Lin;B. Hsieh;T. Xiao;Yang Gao;S. Ellison;J. Scudder;J. Barrera-Ballesteros;
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--
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--
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Qizhou Zhang