从斯皮策光谱提取空间分辨多环芳香烃发射的方法：以M51为例

中红外光谱蕴含探测星系物理性质的丰富诊断信息，其中普遍存在的多环芳香烃（PAHs）发射特征提供了一种估算恒星形成率（SFR）且相对不受尘埃消光影响的有前景手段。本文通过研究邻近宏象旋涡星系M51的Spitzer/IRS映射模式观测，考察了PAH发射作为亚千秒差距尺度上SFR指示量的有效性。我们提出了一种分析光谱数据立方体空间单元的新方法，其同时最大化空间分辨率与空间覆盖，并给出总积分$5-20\,\mu$m PAH发射的可靠测量。我们设计了一种利用仅具部分光谱覆盖的光谱提取稳健PAH发射的策略，以适当组合的中红外测光补足缺失光谱区。我们发现，在M51中PAH发射与消光修正的远紫外、近紫外及H$\alpha$发射紧密相关，从核区附近$\sim 0.4$ kpc尺度到星系盘外6 kpc均如此，表明PAH在广泛星系环境中是SFR的优良示踪剂。但存在区域差异。在M51活动核附近，6.2 $\mu$m特征较弱，且PAH发射整体水平受抑制。星系的旋臂与中心恒星形成区比臂间区域发射更强的7.7与8.6 $\mu$m PAH特征。