Global star formation in the multi-phase ISM

Abstract

Using high resolution, two-dimensional hydrodynamical simulations, the evolution of a self-gravitating multi-phase interstellar medium are investigated in a galaxy modeling the Large Magellanic Clouds (LMC). The observations of HI and molecular gas are compared with the numerically obtained HI and CO brightness temperature distribution. The morphology and statistical quantities of the numerical HI and CO maps are similar to the observed one. The numerical model for the star formation allows to be followed the evolution of the blastwaves due to supernovae in the inhomogeneous, multi-phase, and turbulent-like media self-consistently. A model with energy feedback shows that kpc (kilo parsec) scale low-density holes or dense shells seen in the observed HI map are barely formed under frequent supernovae. Kpc scale holes can be formed due to nonlinear evolution of the gravitational instability in the rotating disk.

大マゼラン雲をモデル化した銀河内での自己重力を考慮した混合相からなる星間物質の発展を高分解、2次元流体シミュレーションによって調べた。観測されたHIと分子ガスを計算によって得られたHIとCOの輝度温度分布とを比べた。計算によるHIとCOマップの形態分類と統計量は観測と類似のものが得られた。我々の星生成に関する数値計算モデルでは、非一様、混合相、かつ乱流的な星間物質での超新星からの爆風の発展を首尾一貫して解くことが可能である。エネルギーのフィードバックを考慮に入れたモデルでは観測されたHIの地図に見られたキロパーセックという大きさの低密度の穴または高密度の殻が頻繁な超新星爆発のある場合に僅かに形成された。キロパーセックの大きさの穴は回転円盤の重力不安定性の非線形進化によって形成され得る。