ALMA 揭示为最近核区星爆提供燃料的分子介质
摘要
我们利用 ALMA 推导了 NGC 253 中核区星爆相关的质量、长度和时间尺度。该区域形成约 ~2 M_sun/yr 的恒星，并在标度关系上类似于其他星爆星系，其恒星形成消耗气体储库的速度比星系盘快 10 倍。我们展示了 CO、高有效密度跃迁 HCN(1-0)、HCO+(1-0)、CS(2-1) 及其同位素变体的观测结果。我们识别出十个云，它们表现为谱线发射的峰值以及 HCN 与 CO 比率的增强。这些云是巨大（~10^7 M_sun）的结构，其尺寸（~30 pc）与其他系统中的 GMCs 相似。与盘星系的 GMCs 相比，鉴于其尺寸，它们显示出较高的谱线宽度（~20-40 km/s），隐含的 Mach 数约为 90。这些云还显示出高的面密度（~6,000 M_sun/pc^2）和体密度（n_H2~2,000 cm^-3）。鉴于此，自引力可以解释谱线宽度。这种短的 free fall time（~0.7 Myr）有助于解释 NGC 253 中更高效的恒星形成。我们也考虑了整个星爆区域。几何结构因高倾角而混淆，但简单模型支持一种非轴对称的棒状几何，其中包含嵌入在扩展 CO 分布中的致密、团块状高气体密度区域。即使对于整个区域，面密度仍然超过盘星系 GMC 的面密度。轨道时间（~10 Myr）、盘 free fall time（<~ 3 Myr）和盘穿越时间（<~ 3 Myr）都远短于正常旋涡星系盘。结构的某些方面（但非全部）对应于假设垂直动力学平衡或边际稳定旋转盘的预测。最后，我们云计算所隐含的 CO-to-H2 转换因子大致为银河系水平，这与显示整个星爆区域具有低值的结果形成对比。这种对比为星爆星系中存在混合分子 ISM 相的观点提供了分辨支持。
引用
@article{arxiv.1411.2836,
title = {ALMA Reveals the Molecular Medium Fueling the Nearest Nuclear Starburst},
author = {Adam K. Leroy and Alberto D. Bolatto and Eve C. Ostriker and Erik Rosolowsky and Fabian Walter and Steven R. Warren and Jennifer Donovan Meyer and Jacqueline Hodge and David S. Meier and Jürgen Ott and Karin Sandstrom and Andreas Schruba and Sylvain Veilleux and Martin Zwaan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.2836},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in the Astrophysical Journal. 31 pages, 16 Figures