15个近邻星系云尺度分子气体性质

我们利用空间分辨率为 $45$-$120$ pc 的 CO 谱线立方体（与单个巨分子云的尺度相匹配），测量了近邻星系中分子气体的速度弥散 $\sigma$ 和面密度 $\Sigma$。将来自 PHANGS-ALMA 巡天的 $11$ 个星系与文献中的 $4$ 个目标相结合，我们刻画了约 30,000 条具有良好显著性 CO 探测的独立视线方向。$\Sigma$ 和 $\sigma$ 呈现强正相关，其最佳拟合幂律斜率接近已分辨的自引力云的预期值。这表明位力参数 $\alpha_\mathrm{vir}\propto\sigma^2/\Sigma$ 仅有微弱变化，在大多数星系中为 $\sim1.5$-$3.0$。然而，我们确实观察到内部湍流压力 $P_\mathrm{turb}\propto\Sigma\,\sigma^2$ 存在巨大变化，在我们的样本中跨越了约 $5\rm\;dex$。我们发现 $\Sigma$、$\sigma$ 和 $P_\mathrm{turb}$ 在质量更大的星系中系统性更大。在强棒旋星系的中心 kpc 区域，相较于其星盘，这些物理量同样表现出增强。基于 M31 和 M33 的高灵敏度图，$\sigma$-$\Sigma$ 关系的斜率在 $\Sigma\lesssim10\rm\;M_\odot\,pc^{-2}$ 处变平，导致给定 $\Sigma$ 下具有较高的 $\sigma$ 和较高的表观 $\alpha_\mathrm{vir}$。这与银河系中的发现相呼应，可能源于低密度区域中较低的光束填充因子以及局部环境对分子气体动力学状态更强的共同影响。