Modeling Nearby Disk Galaxies Mass Distribution and Gravitational Potential: Implications for ISM Dynamical Equilibrium

我们对来自 PHANGS 样本中17个近距离巨型盘状星系的恒星、气体和暗物质质量分布进行表征。这使我们能够计算垂直约束气体的引力势，并确定其平衡尺度高度和权重。我们首先将来自现有 CO 和 HI 旋转曲线的动力学质量约束与来自近红外、CO 和 HI 数据的恒星和气体质量估计相结合。这些估计包含了对恒星质量-光度比和 CO 到 H2 转换因子变化的最佳实践。随后，我们采用经典的最大盘假设来拟合联合恒星-气体-暗物质质量模型，以 account for remaining zero-point uncertainties on the stellar mass-to-light ratio。获得三分量径质量轮廓后，我们计算垂直平衡气体尺度高度和ISM权重在组合引力势中。我们发现气体尺度高度 $H_\text{gas}$ 从内盘的 ${\lesssim}100$ pc 增加到大半径的 ${>}500$ pc，与我们银河和其他边缘星系的观测相符。气体权重在小半径处由恒星引力主导，但在 3-6 个恒星盘径向尺度长度之后，气体和暗物质引力常常变得重要。我们的气体尺度高度和权重估计都依赖于恒星盘尺度高度 $H_\star$ 的处理方式，随着 $H_\star$ 变化一个因子为 3 时，$H_\text{gas}$ 变化 30-40%。我们 refined 的ISM权重估计与局部星际形成面积密度之间的关系通常与之前的观察和来自理论和模拟的预测相符。