通过倾斜环建模在 z=2.3 并合尘埃星暴中发现的平坦自转曲线

XMM 天区中最亮的 500$\mu$m 源 HXMM01 是 z=2.3 处一个罕见的亮星暴星系并合系统，其尘埃遮蔽的恒星形成率为 2,000$\,M_{\odot}\,{\rm yr}^{-1}$。本文展示了利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）对 HXMM01 进行的高分辨率光谱观测。我们探测到来自 ${\rm CO\,{\it J}=7\to6}$、[C I]$\,{{^3P_2}\to{^3P_1}}$ 和 p-${\rm H_{2}O}\,{2_{11}}\to{2_{02}}$ 的谱线发射以及 230$\,$GHz 处的连续谱发射。在 0.2" 的空间分辨率和 40$\,\rm km\,s^{-1}$ 的光谱分辨率下，该源被分解为三个不同的成分，它们在 20$\,$kpc 的投影半径和 2,000$\,\rm km\,s^{-1}$ 的径向速度范围内在空间上和动力学上相关联。对于两个主要成分，我们基于贝叶斯方法的 ALMA 光谱立方体倾斜环建模显示出几乎平坦的自转曲线，在 2 至 5$\,$kpc 的银心距之间达到约 $\sim500\,\rm km\,s^{-1}$ 的峰值。它们各自具有约 $\sim10^{11}\,M_\odot$ 的动力学质量。动力学质量与档案 ${\rm CO\,{\it J}=1\to0}$ 数据的结合对 CO→H$_2$ 转换因子给出了强上限 $\alpha_{\rm CO}\lesssim1.4-2.0\,{M_{\odot}}\,\rm (K\,km\,s^{-1}\,pc^{2})^{-1}$。这些上限显著低于银河系内盘 $\alpha_{\rm CO}$ 值 $4.3\,{M_{\odot}}\,\rm (K\,km\,s^{-1}\,pc^{2})^{-1}$，但与本地星暴的值一致。因此，先前估计的约 $\sim200\,$Myr 的短气体耗尽时标保持不变。