28个邻近恒星形成星系中分子星际介质的动力学平衡

我们将观测到的分子气体湍流压强 $P_\mathrm{turb}$ 与星际介质在星系引力势中保持平衡所需的压强 $P_\mathrm{DE}$ 进行比较。为此，我们结合了来自 PHANGS-ALMA 的弧秒分辨率 CO 数据，以及追踪28个邻近恒星形成星系中原子气体、恒星结构和恒星形成率（SFR）的多波段数据。我们发现，在千秒差距尺度上，$P_\mathrm{turb}$ 与估计的 $P_\mathrm{DE}$ 相关，但几乎总是超过后者。这表明分子气体相对于大尺度环境处于过压状态。我们表明，这种过压可由分子气体的团块性质解释；在云尺度上对 $P_\mathrm{DE}$ 的修正估计考虑了分子气体自引力、外引力与环境压强，与星系盘中观测到的 $P_\mathrm{turb}$ 吻合良好。我们还发现，样本中云尺度 ${P_\mathrm{turb}}\approx{P_\mathrm{DE}}\gtrsim{10^5\,k_\mathrm{B}\,\mathrm{K\,cm^{-3}}}$ 的分子气体更可能自引力束缚，而较低压强的气体似乎受环境压强和/或外引力影响更大。此外，我们表明在大多数情况下 $P_\mathrm{turb}$ 与观测到的 SFR 面密度 $\Sigma_\mathrm{SFR}$ 之比与恒星反馈驱动的动量注入相容，而一部分区域可能显示出由额外源驱动湍流的迹象。星系盘中 $\Sigma_\mathrm{SFR}$ 与千秒差距尺度 $P_\mathrm{DE}$ 的相关性自调节恒星形成模型的预期一致。最后，我们确认了先前工作中报道的分子与原子气体质量比和千秒差距尺度 $P_\mathrm{DE}$ 之间的经验相关性。