模拟恒星形成星系中的力学加热：CO 与 13CO 谱线比作为灵敏探针

我们将具有不同增强力学加热速率的光致解离区（PDR）分子谱线发射模型应用于取自文献的恒星形成星系模拟的气体组分。这些模拟的快照被用于生成 CO 分子及其 13CO 同位素直至 J = 4-3 的转动跃迁谱线发射图。我们考虑了两种星系模型：一个具有太阳金属丰度的小型盘状星系和一个具有 0.2 \zsun 金属丰度的较轻矮星系。CO(1 - 0) 升高的激发温度与力学反馈呈正相关，这种反馈在两个模型星系的中心区域均有所增强。这些模型星系的发射图被用于计算 CO 和 13CO 跃迁的谱线比。这些谱线比被用作诊断，我们试图将它们与力学加热的单组分（即均匀密度、远紫外辐射通量、视觉消光和速度梯度）平衡 PDR 模型进行匹配。我们发现，在加热收支中忽略力学反馈的 PDR 会将气体密度高估 100 倍，将远紫外辐射通量高估约 10 - 1000 倍。相比之下，考虑了力学反馈的 PDR 能够非常好地拟合基准盘状星系中心 < 2 kpc 区域的所有谱线比。我们从该区域的谱线比拟合中恢复出的每个 H 原子的平均力学加热速率在 $10^{-27}$ -- $10^{-26}$~erg s$^{-1}$ 之间。