涡状星系巡天中的CO同位素体谱线图集（CLAWS）
星系天体物理
2022-06-29 v1
摘要
我们基于IRAM 30米大型项目，展示了涡状星系巡天中的CO同位素体谱线图集（CLAWS），该项目对M51（NGC 5194）整个星系盘上毫米波段的众多微弱CO同位素体提供了一项基准研究。该巡天的核心目标是利用低J CO同位素体谱线来限制CO激发与化学过程，进而限制气体的局部物理条件。在这篇巡天论文中，我们描述了CLAWS的观测与数据缩减策略。我们绘制了CO同位素体 CO、CO、CO 和 CO 的 J=1-0 和 2-1 跃迁，以及在1 mm和3 mm窗口内的若干补充谱线（CN(1-0)、CS(2-1)、CHOH(2-1)、NH(1-0)、HCN(10-9)），分辨率约为1 kpc。总计149小时的观测时间提供了前所未有的灵敏度。我们利用这些数据详细探讨了几种CO同位素体谱线比，研究了它们的径向（和方位角）趋势，并调查了谱线比的变化是否源于星际介质（ISM）性质的变化，如气体温度、密度或化学丰度。例如，我们发现 CO/CO、CO/CO 和 CO/CO 谱线比在其 J=1-0 跃迁中呈现负的径向趋势。我们还发现了随局部环境的变化，例如与旋臂区域相比，旋臂间区域的 CO(2-1)/(1-0) 或 CO/CO(1-0) 谱线比更高。我们认为上述CO谱线比的这些变化最有可能是由光学厚度的变化引起的，而星系尺度上选择性核合成导致的丰度变化也可能发挥了作用。我们还利用档案中的JCMT CO(3-2)数据研究了CO谱线能量分布（SLED），发现SLED形状随局部环境参数的变化进一步证实了光学厚度、气体温度或密度的变化。
引用
@article{arxiv.2201.05165,
title = {A CO isotopologue Line Atlas within the Whirlpool galaxy Survey (CLAWS)},
author = {Jakob S. den Brok and Frank Bigiel and Kazimierz Sliwa and Toshiki Saito and Antonio Usero and Eva Schinnerer and Adam K. Leroy and María J. Jiménez-Donaire and Erik Rosolowsky and Ashley T. Barnes and Johannes Puschnig and Jérôme Pety and Andreas Schruba and Ivana Bešlić and Yixian Cao and Cosima Eibensteiner and Simon C. O. Glover and Ralf S. Klessen and J. M. Diederik Kruijssen and Sharon E. Meidt and Lukas Neumann and Neven Tomičić and Hsi-An Pan and Miguel Querejeta and Elizabeth Watkins and Thomas G. Williams and David Wilner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.05165},
year = {2022}
}
备注
29 pages, 22 figures, accepted for publication in A&A