为什么恒星的形成率降低了？

       天文学家使用NRO的45米射电观测望远镜发现，高密度气体(恒星的物质)只占银河系中气体总质量的3%，这一结果为理解恒星出乎意料的低产量提供了关键信息。恒星诞生于气体云中，高密度气团形成于扩展的低密度气体云中，恒星形成于高密度气体云中演化的高密度气芯中。然而，对遥远星系的观测发现恒星数量是低密度气体总量预期产量的1000倍。为了解释这种差异，需要同时检测高密度和低密度气体的观测资料。

       这些观测资料具有高空间分辨率和大区域覆盖。然而，这种观测是困难的，因为高密度气体结构比低密度气体结构小几十倍。FUGIN利用NRO 45米望远镜和多波束接收器FOREST进行的银河系勘测项目克服了这些困难。NAOJ的项目助理教授Kazufumi Torii和团队分析了FUGIN项目获得的大数据。并测量了沿银河系2万光年范围内低密度和高密度气体的精确质量，首次发现高密度气体只占总气体的3%。这些结果表明，在低密度气体云中高密度气体的产生率很小，只创造了少数形成恒星的机会。

       研究小组将继续研究FUGIN数据，以研究高密度气体形成效率低下的原因。这些研究，用Nobeyama 45 m望远镜(FUGIN)进行森林无偏星系平面成像测量。对邻近星系分子云的观测表明，分子云中的致密气体对恒星形成具有准普遍性，对星系外星系的观测研究表明，恒星形成速率(SFR)与分子气体表面密度之间存在着银河尺度的相关性。为了对这两种性质有一个全面的了解，量化分子云(fDG)中致密气体的分数质量非常重要。特别是对于银河系(MW)，以前没有研究在几个kpc的尺度上解析量化分子云盘。

       本研究利用Nobeyama 45 m望远镜(FUGIN)项目进行无偏银河面成像测量(FOREST un偏银河面成像测量)中获得l = 10°-50°的CO J = 1-0数据，在MW第一象限对量化分子云进行了5kpc以上的测量。总分子质量采用12CO测量，致密气体质量采用C18O估算。测量包括量化分子云在内的分数质量在距星系旋转切向点(如银条、远- 3kpc臂、Norma臂、Scutum臂、人马座臂、臂间区域)距离±30%范围内的区域。

       结果，整个目标区域的平均fDG为|$2.9^{+2.6}_{-2.6}$|%。这个低数值表明，致密气体的形成是星系中恒星形成率低下的主要因素。研究还发现，量化分子云随MW盘结构的不同表现出较大变化。在星系臂中，量化分子云估计约为4%-5%，而在棒状和臂间区域，量化分子云的大小约为0.1%-0.4%。这些结果表明，不同区域致密气体的形成/破坏过程及其时间尺度不同，导致恒星形成率的差异。

 

博科园｜研究/来自：日本国家天文台 参考期刊《日本天文学会出版物》 DOI: 10.1093/pasj/psz033 博科园｜科学、科技、科研、科普