亮星系中 [CII]-远红外缺失的物理模型
星系天体物理
2017-02-22 v2
摘要
对 z~0 处亮恒星形成星系中 158 微米电离碳（[CII]）的观测表明，它们的 [CII] 与远红外 (FIR) 光度之比系统性地低于那些恒星形成较温和的星系。在本文中，我们为星系中这一所谓的“[CII] 缺失”的起源提供了理论。我们的模型将星际介质视为具有径向分层化学与热性质的云团集合，这些性质由云的体积密度和表面密度，以及它们所暴露的星际辐射场和宇宙线场决定。[CII] 发射来自云的外层（HI 主导层），以及氢为 H2 但碳主要以 C+ 形式存在的区域。相反，云中最受屏蔽的区域由 CO 主导，产生极少的 [CII] 发射。这提供了一个自然机制来解释观测到的 [CII]-恒星形成关系：星系的恒星形成率很大程度上由其云的表面密度驱动。随着表面密度上升，产生极少 [CII] 的 CO 主导相中的气体比例也随之上升。我们的模型进一步表明，高红移源相对于当前纪元的 [CII]-FIR 关系中的明显偏移，可能源于早期系统上更大的气体质量：具有大气体质量的星系即使表面密度相对温和，也能维持高恒星形成率，从而允许大量 [CII] 发射与快速恒星形成共存。
引用
@article{arxiv.1601.05803,
title = {A physical model for the [CII]-FIR deficit in luminous galaxies},
author = {Desika Narayanan and Mark Krumholz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.05803},
year = {2017}
}
备注
Accepted by MNRAS; minor revisions that include additional comparisons to observations