正常星系在~1 kpc 尺度上的低频射电 - 远红外相关性

我们研究了在~1 kpc 尺度上空间分辨的正常星系中，波长 $\lambda$ 90 cm (333 MHz) 处的非热（同步加速器）射电连续谱发射与波长 $\lambda$ 70$\mu$m 处由冷 (~20 K) 尘埃产生的远红外发射之间的射电 - 远红外相关性。旋臂区域和臂间区域的射电 - 远红外相关性斜率存在显著差异。然而，这种变化在较低波长 $\lambda$ 20 cm (1.4 GHz) 处并不明显。我们发现旋臂中的相关性斜率为 0.8 $\pm$ 0.12，并利用此值确定了均分磁场 ($B_{eq}$) 与气体密度 ($\rho_{gas}$) 之间的耦合关系为 $B_{eq} \propto \rho_{gas}^{0.51 \pm 0.12}$。这与湍流星际介质 (ISM) 的磁流体动力学 (MHD) 模拟预测的结果接近，前提是射电和远红外发射产生于同一区域。我们认为，在 1 kpc 尺度上，这一条件对于 1.4 GHz 的射电发射是满足的，但对于 333 MHz 可能不满足。在臂间区域观察到的斜率变化可能是由 333 MHz 处低能 (~1.5 GeV) 且长寿命 (~$10^8$ yr) 宇宙线电子的传播引起的。