高红移星系的星系气体分数：观测与宇宙学模拟之间的张力
宇宙学与河外天体物理
2015-06-11 v1 星系天体物理
摘要
对 z~1-4 星系的 CO 测量发现，其重子气体分数显著高于 z=0 的星系，数值范围在 20-80% 之间。在此，我们提出，由于采用了本地校准的 CO-H2 转换因子 (Xco)，从高红移恒星形成星系观测中推断出的气体分数被高估了。来自观测和数值模型的证据均表明，Xco 随星系的物理性质平滑变化，并且可以简单地参数化为气相金属丰度和观测到的 CO 表面亮度的函数。当应用此函数形式时，我们发现高红移处 M*=10^10-10^12 Msun 的星系中 fgas ~10-40%。此外，观测到的 fgas-M* 关系的离散度降低了一半。推断出的较低气体分数在物理上源于高红移星系的星际介质具有比本地对应天体更高的速度弥散和气体温度，这导致无论是宁静盘还是星暴星系，其 Xco 均低于 z=0 的值。我们将这些气体分数与宇宙学星系形成模型预测的值进行了进一步比较。我们表明，虽然观测规范推断出的气体分数在给定恒星质量下比模型预测值大 2-3 倍，但我们对 z=1-4 星系重新推导的 Xco 值得出了修正后的气体分数，与模拟结果吻合得更好。
引用
@article{arxiv.1209.0771,
title = {Galaxy Gas Fractions at High-Redshift: The Tension between Observations and Cosmological Simulations},
author = {Desika Narayanan and Matt Bothwell and Romeel Dave},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.0771},
year = {2015}
}
备注
MNRAS Accepted