分子气体在M83星系中的动力学驱动演化：以CO 2-1/1-0线比变量为线索
星系天体物理
2025-05-15 v1
摘要
我们展示了M83（巨型螺旋星系）中CO J=2-1/1-0线比（R21）的变化情况，基于ALMA提供的46 pc分辨率数据。R21图清晰地揭示了随星系结构而系统性的大尺度变化。围绕星系，R21从星间区域的低值（R21<~0.7）逐渐升至星系棒结构和螺旋臂中的高值（R21>~0.7），表明分子气体的密度和/或动力学温度增加了约2-3倍。即使在无星际恒星形成区域的螺旋臂中，R21亦呈现此种演化，且当附近存在HII区时，R21常进一步升至~0.8-1.0。径向上，R21在星系中心高度>~1.0，维持在棒结构区域低于~0.7，随后在棒端附近升至>~0.7，最终在以螺旋臂为主的其余盘面降回<~0.7。该演化序列随星系旋转同步进行，由星系结构和动力学决定，受制于星系旋转时间尺度。R21图还显示，恒星反馈的影响是局部且有限的。大型、占据面积广泛且不发生星际恒星形成的分子结构具有低R21值，这表明盘面内的大部分分子气体并非由恒星反馈调节，而更可能受星系结构和动力学主导。这些结果与对太阳系及其他棒状螺旋星系的早期研究相符，因而可能在局部宇宙中棒状螺旋星系普遍适用。
引用
@article{arxiv.2505.08876,
title = {Dynamically-Driven Evolution of Molecular Gas in M83 Traced by CO 2-1/1-0 Line Ratio Variations},
author = {Jin Koda and Fumi Egusa and Akihiko Hirota and Amanda M Lee and Tsuyoshi Sawada and Fumiya Maeda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08876},
year = {2025}
}
备注
ApJ accepted