天文学：短寿命な分子雲と急速なフィードバックによる高速で非効率な星形成
Nature 569, 7757 doi: 10.1038/s41586-019-1194-3
星形成の物理的過程と、大質量星による、質量、運動量、エネルギーの星間物質への供給（「フィードバック」）は、銀河の形成と進化に関する現代の宇宙論的シミュレーションにおける主要な不確かさである。これらの過程は銀河の特性を決めるものだが、現代の銀河形成シミュレーションで解像される個々の巨大分子雲のスケール（100パーセク未満）ではほとんど分かっていない。重要な問題は、銀河で星形成によって分子ガスが枯渇する時間スケール（約20億年）が、なぜ分子雲の力学的時間スケールを2桁上回るのか、ということである。それは、力学的時間スケールよりずっと長い時間にわたってガス雲の質量の大半が星に変わるのか、ガスが力学的時間スケールで分散する前に、わずかな割合が星に変わるかのどちらかだと考えられている。本論文では、近傍の羊毛状渦巻銀河NGC 300の高角度分解能観測の結果について報告する。我々は、分子ガスと大質量星の形成が、銀河スケールでは強く相関しているのと対照的に、巨大分子雲のスケールでは空間的に相関していないことを見いだした。我々は、この非相関性が、分子雲、星形成、フィードバックの間での進化のサイクルの速さを示唆していることを立証する。我々は、統計的手法を適用して進化の時系列を定量化し、星形成は、効率的な星のフィードバックによって調節されていて、短い時間スケール（約150万年）で分子雲を分散させることを見いだした。急速なフィードバックは、超新星爆発が起き得る前に、輻射と恒星風から生じる。このフィードバックは、分子雲の寿命を力学的時間スケール程度（約1000万年）に制約し、その積分した星形成効率はわずか2〜3％である。今回の知見は、銀河が、フィードバックによって駆動される活発な複数のライフサイクルを経ている構成要素からなっており、そうしたライフサイクルは銀河の環境によって異なり、銀河がどのように星を形成するかを集合的に決めることを明らかにしている。
