z~2.3主序恒星形成星系中的CO发射、分子气体与金属丰度
星系天体物理
2023-01-11 v1
摘要
我们展示了基于静止光学光谱、金属丰度（O/H）范围宽泛的13个主序z=2.0-2.5恒星形成星系的CO(3-2)观测。我们发现CO(3-2)/SFR随金属丰度降低而下降，意味着在z~2低金属丰度星系中单位气体质量的CO光度更低。我们约束了CO到H_2的转换因子（α_{CO}），发现α_{CO}在z~2与金属丰度反相关。我们推导出分子气体质量（M_{mol}）并刻画了M_*、SFR、M_{mol}与金属丰度间的关系。在z~2，M_{mol}随M_*增大而增加，分子气体分数（M_{mol}/M_*）随M_*增大而减小，并对SFR有显著的二级依赖。z~2星系位于近线性分子KS定律上，其可用700 Myr的恒定耗尽时间很好描述。我们发现SFR-M_*、O/H-M_*与M_{mol}-M_*关系均值周围的散布相关：在固定M_*下，具有更大M_{mol}的z~2星系有更高SFR和更低O/H。因此我们确认了z~2处基本金属丰度关系的存在，其中在固定M_*下O/H与SFR和M_{mol}均反相关。这些结果表明z~2恒星形成主序、质量-金属丰度关系与M_{mol}-M_*关系的散布主要由气体流入率的随机变化驱动。我们对星系外流的质量负载进行了约束并做了金属预算分析，发现大质量z~2恒星形成星系仅保留所产生金属的30%，意味着大量金属驻留在环星系介质中。
引用
@article{arxiv.2204.06937,
title = {CO Emission, Molecular Gas, and Metallicity in Main-Sequence Star-Forming Galaxies at $z\sim2.3$},
author = {Ryan L. Sanders and Alice E. Shapley and Tucker Jones and Irene Shivaei and Gergö Popping and Naveen A. Reddy and Romeel Davé and Sedona H. Price and Bahram Mobasher and Mariska Kriek and Alison L. Coil and Brian Siana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.06937},
year = {2023}
}
备注
35 pages, 17 figures, submitted to ApJ