星系中 CO-H2 转换因子的通用模型及其在恒星形成定律中的应用

将观测到的 CO 谱线强度转换为分子气体质量最常用的方法需要使用转换因子（Xco）。虽然在银河系中该量似乎没有显著变化，但有充分理由相信 Xco 将取决于更大尺度的星系环境。利用数值模型，我们研究了星系中变化的金属丰度、气体温度和速度弥散如何影响 CO 谱线发射追踪底层 H2 气体质量的方式，以及在何种情况下 Xco 可能偏离银河系平均值。我们发现，由于气体温度和速度弥散增加的综合作用，在 ULIRGs 等高表面密度环境中，Xco 低于银河系平均值。相反，在低金属丰度环境中，由于金属贫乏云中 CO 的光致解离，Xco 往往高于银河系。在更高红移处，富气盘可能具有引力不稳定的团块，这些团块因恒星形成增加而变暖，并具有升高的速度弥散。这些盘的 Xco 值往往介于当前时代的富气并合星系与低红移宁静盘之间。该模型表明，平均而言，并合星系的 Xco 值确实低于盘星系，尽管存在显著重叠。Xco 随星系内的局部条件平滑变化，并非全球星系形态的函数。我们结合结果提供了一个作为 CO 谱线强度和金属丰度函数的 Xco 通用拟合公式。我们表明，用我们的最佳拟合函数取代为星暴星系和盘星系分别使用一个常数 Xco 的传统方法，所产生的恒星形成定律是连续的而非双峰的，并且离散度显著降低。