Milky Way 型星系中的 CO 暗气体与分子细丝

我们使用耦合了时间依赖化学网络的移动网格代码 AREPO，来研究模拟旋涡星系中分子气体的形成与破坏。这使我们能够确定未被 CO 发射示踪的气体的特征。我们极高分辨率的 AREPO 模拟使我们能够捕捉盘的化学演化，而无需借助参数化的“团块因子”。我们计算了模拟盘星系的 H2 和 CO 柱密度，并估算了 CO 发射和 CO-H2 转换因子。我们发现，在类似于本地星际介质的条件下，约 42% 的总分子质量应位于 CO 暗区，这与观测估计值相当一致。只要该阈值小于 10 K km/s，这一比例几乎对用于区分 CO 亮气体和 CO 暗气体的 CO 积分强度阈值不敏感。CO 暗分子气体主要存在于极长（$>100$ pc）的细丝中，这些细丝被星系剪切力拉伸在旋臂之间。只有这些细丝的中心在 CO 中是明亮的，这表明在 Milky Way 中观测到的细丝状分子云可能只是更大结构的很小一部分。CO 暗分子气体主要存在于部分分子相中，该相占据了盘总质量预算的很大一部分。在具有较高环境 UV 场或较低表面密度的模拟中，暗气体比例更高，这意味着具有这些条件的外部星系可能拥有更大比例的暗气体。