恒星形成反馈一直是备受关注的天体物理研究热点之一。漩涡星系中温度高达百万开尔文（～106 K）的热离子气体是恒星演化的主要产物之一。大质量恒星星风和超新星爆发为热气体的加热提供了主要的能量来源。随着空间望远镜的不断发展，对该类气体的研究可以逐步有效约束反馈过程中的能量释放及其效率变化范围，大幅提升现有计算机的数值模拟精度，最终准确刻画星系的形成和演化过程。
图1: 星系软波段X射线的面亮度径向分布
特殊的中心区域
图1展示的是本研究工作中6个漩涡星系样本的软波段X射线的面亮度径向分布。这些星系的径向轮廓都展示出相似的共同特点：在距星系中心大约2kpc范围内，它们的X射线面亮度随径向增加快速下降，超出这一距离后下降趋势逐渐趋于平缓。这表明漩涡星系中心的热气体辐射与星系盘上的辐射有所不同。这可能是不同的星际介质加热机制导致的。为了探究这种中心“超出”的软X射线起源，本研究利用双Beta模型来确定样本星系的中心区域，并进一步探究星系不同区域的软X射线光度与恒星形成率之间的关系。图2依次展示了星系中心区域，星系盘（扣除中心），和星系整体的相关关系。在整个星系尺度上，总的热气体X射线光度与恒星形成率保持着线性的相关关系，斜率接近1，在星系盘上，该关系的斜率比1略低，而在星系中心区域，该斜率明显高于1，热气体光度表现出随着恒星形成率更快速的增加。
图2: 星系不同区域的软X射线光度与恒星形成率之间的关系
热气体光度-恒星形成率相关性的空间依赖
图3展示的是星系中心不同半径区域的热气体X射线光度与恒星形成率的相关关系。从图中可以明显看出该相关关系的斜率随半径区域的增大逐渐减小直到2.5kpc处。这表明热气体X射线光度与恒星形成率的相关性是空间依赖的，且随着空间范围变大，该关系逐渐趋近于星系整体尺度的相关关系。另一方面，这也说明星系中心区域的热气体性质和星系整体平均的结果明显不同。未来更高灵敏度和空间分辨的观测有望给出更具革新的发现。
图3: 星系中心不同空间尺度下的热气体软X射线光度与恒星形成率的相关关系
该研究工作以“Diffuse X-Ray-emitting Gas in the Central Region of Star-Forming Galaxies”为题发表在国际天体物理学术期刊 Astrophysical Journal。 研究论文的第一作者为厦门大学天文学系博士研究生张春意，通讯作者为厦门大学天文学系王俊峰教授。 研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金重点项目的支持。
原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ade71a
arxiv链接：https://arxiv.org/pdf/2506.17663
