中等红移星系团中 LIRG 的分子气体与恒星形成活动

我们研究了在 Mpc 尺度的致密环境中，星系团星系在落入团核心过程中对其分子气体的处理作用。我们考虑了来自 Herschel 透镜巡天与本地星系团子结构巡天的中等红移（$z$）星系团中约 20 个亮红外星系（LIRG）。它们包括红移 $z=0.546$ 的 MACS J0717.5+3745 以及红移 $z=0.2-0.3$ 的 Abell 697、963、1763 和 2219。我们对这些 LIRG 进行了远红外到紫外的光谱能量分布建模，其团心距离在 $r/r_{200}\simeq0.2-1.6$ 范围内。作为 2012 至 2017 年间开展的五个观测计划的一部分，我们利用 Plateau de Bure 干涉仪及其后继者 NOEMA 观测了这些 LIRG 的 CO(1$\rightarrow$0) 或 CO(2$\rightarrow$1)。我们将 LIRG 的分子气体与恒星质量比 $M(H_2)/M_\star$、恒星形成率（SFR）和耗尽时间（$\tau_{\rm dep}$）与一组星系团与场恒星形成星系的汇编数据进行了比较。目标 LIRG 的 SFR、$M(H_2)/M_\star$ 和 $\tau_{\rm dep}$ 与主序（MS）场星系及比较样本中的恒星形成星系均一致。然而我们发现，归一化至 MS 值的耗尽时间随 $r/r_{200}$ 增大而增大，显著性为 $2.8\sigma$，这最终源于具有 $\tau_{\rm dep}\gtrsim\tau_{\rm dep,MS}$ 的团核心 LIRG 的缺失。我们提出，星系团 LIRG 中分子气体储库的快速耗尽发生并有效抑制了其恒星形成。该机制或可解释星系团 LIRG 比例随宇宙时间的指数式下降。LIRG 中气体的压缩（可能由团内介质激波诱发）可能是观测到的大部分团核心 LIRG 短耗尽时标的原因。