具有快速外流致密星暴星系:来自多波段哈勃空间望远镜成像的中心逃逸速度与恒星质量面密度

我们展示了 12 个红移 z=0.4-0.8 的致密星暴星系的多波段哈勃空间望远镜成像,覆盖静止帧近紫外到近红外波长(0.3-1.1 $\mu$m)。这些大质量星系(M_stellar ~ 10^11 M_Sun)正在驱动极快的外流($v_{max}$=1000-3000 km/s),其光分布由一个极致密的星暴成分主导(半光半径 ~ 100 pc)。我们的目标是通过测量中心千秒差距内的物理条件来约束驱动这些快速外流的物理机制。基于恒星族分析,中心成分通常贡献总恒星质量的 $\approx$25%,中心逃逸速度 $v_{esc,central}\approx900$ km/s 比观测到的外流速度小约两倍。这需要能将气体加速到显著超过中心逃逸速度的物理机制,并清楚地表明这些快速外流能够进入星系周介质,并可能更远。我们发现中心恒星密度与爱丁顿极限的理论估计相当,并估计中心 kpc 内的 $\Sigma_1$ 面密度与 $0.5<z<3.0$ 的致密大质量星系相当。相对于 $z\sim2$ 的“红色核球”和“蓝色核球”,我们发现给定恒星质量下 $r_e$ 值显著更小,我们将其归因于样本中年轻恒星成分的主导地位,以及 $z\sim0.6$ 相对于 $z\sim2$ 静止帧光学观测更好的物理分辨率。我们与涉及主并合和剧烈盘不稳定的理论图景进行比较,并推测我们的星系是本地宇宙中具显著恒星尖峰的幂律椭圆星系的祖代。