Brincando com FOGO: Um Experimento de Bloqueio de Feedback Galáctico Desafia Teorias da Taxa de Formação Estelar

Resumo O feedback estelar influencia a taxa de formação estelar (SFR) e o meio interestelar das galáxias de maneiras que são difíceis de quantificar numericamente, pois o feedback é um ingrediente essencial de simulações realistas. Para superar isso, realizamos um experimento de bloqueio de feedback começando com uma galáxia de massa da Via Láctea no framework de simulação Feedback em Ambientes Realistas da segunda geração (FIRE-2). Ao interromper o feedback e comparar com uma simulação em que o feedback é mantido, monitoramos como as execuções divergem. Descobrimos que, sem feedback, as velocidades turbulentas interestelares decaem. Há um aumento acentuado de material denso, enquanto a SFR aumenta mais de uma ordem de magnitude. Importante, esse aumento da SFR é um fator de ∼15–20 maior do que o contabilizado pela taxa de queda livre aumentada causada por densidades mais altas. Isso implica que o feedback modera a eficiência de formação estelar por tempo de queda livre de forma mais direta do que simplesmente através da distribuição de densidade. Para investigar mudanças na escala de nuvens moleculares gigantes (GMCs), identificamos GMCs usando limiares de densidade e parâmetros viriais, acompanhando nuvens à medida que a galáxia evolui. O bloqueio do feedback estimula mudanças rápidas, incluindo uma proliferação de novas nuvens ligadas, uma diminuição do suporte turbulento em nuvens fracamente ligadas, um aumento geral nas densidades das nuvens e um aumento da formação estelar interna. Ao calcular a SFR integrada das nuvens usando várias teorias de regulação da turbulência, mostramos que essas teorias subestimam o aumento na SFR em pelo menos um fator de 3. Concluímos que a formação estelar galáctica é essencialmente regulada por feedback em escalas que incluem GMCs, e que o feedback estelar afeta os GMCs de várias maneiras.