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PHANGS-JWST 星系中 CO-PAH 关系的局部偏离:微弱 PAH 发射或升高的 CO emissivity?

星系天体物理 2026-02-16 v2

摘要

多环芳烃(PAH)发射被广泛用于追踪星际介质中分子气体的分布,观测显示其与 CO(2-1) 发射在近距离星系中呈紧密相关。利用 PHANGS-JWST 和 PHANGS-ALMA 数据,我们识别出 CO 与 7.7μ\mum PAH 发射失相关的局部区域,其中 CO flux 超过 7.7μ\mum PAH 发射预测值的一个数量级以上。这些异常区域存在于 70 个星系中的 20 个中,位于星系中心和 bar 区域,无大规模星形成迹象。我们探讨两种解释升高 CO/PAH 比率的情形,可能是由于 PAH 发射抑制或 CO emissivity 增强。我们检查了其他波段(3.3μ\mum 和 11.3μ\mum)的 PAH 发射以及 dust continuum 主导波段(10μ\mum 和 21μ\mum),发现 consistently 高的 CO/PAH(或 CO-to-dust continuum)发射比率,表明 7.7μ\mum PAH 发射并非特别抑制。在某些异常区域,PAH 大小和辐射能谱分布与具有正常 CO/PAH 比率的附近控制区域略有不同,但无一致趋势。我们发现异常区域显示更高的 CO velocity dispersion(ΔvCO\Delta v_{\mathrm{CO}})。该 ΔvCO\Delta v_{\mathrm{CO}} 的增加降低了 CO 的光学深度并提高了给定气体质量下的 CO emissivity。我们的结果支持 shear 在 bar lanes 中及 bar 端部冲击提升 CO emissivity 导致 CO-PAH 相关性失效的情形。未来的 JWST 光谱学和深入的 ALMA CO 同位体观测将提供关键检验。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.14833,
  title  = {Localized Deviations from the CO-PAH Relation in PHANGS-JWST Galaxies: Faint PAH Emission or Elevated CO Emissivity?},
  author = {Jaeyeon Kim and Adam K. Leroy and Karin Sandstrom and Sharon E. Meidt and Yu-Hsuan Teng and Miguel Querejeta and Eva Schinnerer and Susan E. Clark and Ryan Chown and Simon C. O. Glover and Daniel A. Dale and Dalya Baron and Jessica Sutter and Ashley T. Barnes and Jakob den Brok and Rupali Chandar and I-Da Chiang and Oleg V. Egorov and Kathryn Grasha and Ralf S. Klessen and Kathryn Kreckel and Eric W. Koch and Hannah Koziol and Lukas Neumann and Hsi-An Pan and Sophia K. Stuber and Tony D. Weinbeck and Thomas G. Williams},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.14833},
  year   = {2026}
}

备注

Accepted for publication in ApJ