通过 α_CO-q_PAH 关系分析研究 CO-to-H₂ 转换因子与尘埃粒径分布

CO-to-H₂ 转换因子（α_CO）预计会通过气体屏蔽 CO 解离辐射的效率，随尘埃丰度和尘埃粒径分布而变化。我们对邻近星系中的 α_CO 和尘埃粒径分布进行了全面分析，以 PAH 占比（q_PAH）作为尘埃粒径分布的可观测代理。我们采用 42 个邻近星系中 2 kpc 分辨率的分辨率观测数据，其中 α_CO 由测量的金属丰度和尘埃与 HI 的面密度导出，并假设固定的尘埃-金属比。我们采用了一个 H₂ 和 CO 演化的解析模型，其中尘埃粒径分布的演化由稠密气体占比（η）控制。我们发现观测到的 q_PAH 水平与尘埃碎裂更高效的非均匀气体主导模型（η=0.2）一致。同时，观测到的 q_PAH 随金属丰度的轻微下降趋势与高 η 预测更为一致，这可能是由于凝聚作用导致 PAH 更有效的损失。我们讨论了尘埃粒径分布（由 q_PAH 表示）和金属丰度如何影响 α_CO；然而，我们并未获得尘埃粒径分布影响 α_CO 的确凿证据。观测和模型预测在 α_CO 与 12+log(O/H) 之间表现出类似的反相关关系。同时，解析的 α_CO 随 q_PAH 的行为与模型预测的 α_CO 存在显著差异。观测到的 α_CO 与 q_PAH 呈正相关，而模型预测的 α_CO 与 q_PAH 没有确定的相关性。这种差异可能是由于模型中单区处理的局限性所致。