低金属丰度星暴星系中的分子气体：标度关系与 CO 到 H$_2$ 的转换因子

我们研究了 21 个蓝致密矮星系 (BCDs) 的分子气体含量和恒星形成效率。我们给出了 CO(1-0) 和 (2-1) 观测，并进一步补充了来自文献的额外 CO 测量和多波长辅助数据。我们发现 CO 光度与恒星和 HI 质量、SFR 示踪物、星暴的大小及其金属丰度相关。BCDs 似乎偏离 Schmidt-Kennicutt (SK) 定律，表现出极低（$\lesssim$0.1 Gyr）的 H2 和 H2+HI 耗尽时标。当考虑 H2+HI 而非仅 H2 时，对 SK 定律的偏离较小，而对于金属丰度较低且比恒星形成率较高的 BCDs，偏离更大。因此，发现 BCDs 的分子气体比例和 H2 耗尽时标与金属丰度强相关。利用这一点并假设在更富金属星系中观测到的比恒星形成率与星系平均 H2 耗尽时标之间的经验相关性延伸至更低质量，我们推导出一个依赖于金属丰度的 CO 到 H2 转换因子 $\alpha_{CO, Z} \propto (Z/Z_{\odot})^{-y}$，其中 $y=1.5(\pm 0.3)$，在定性上与先前测定、基于尘埃的测量以及近期模型预测一致。我们的结果表明，在剧烈形成恒星的矮星系中，由 CO 示踪的 H2 比例从 $Z \sim Z_{\odot}$ 到 $Z \sim 0.1 Z_{\odot}$ 下降了约 40 倍，导致当考虑银河系 $\alpha_{CO, MW}$ 时，金属贫乏系统中 H2 质量被严重低估。采用 $\alpha_{CO, Z}$ 我们发现对 SK 定律的偏离部分得到解决。我们的结果表明，即使考虑了金属贫乏环境中 CO 发射未示踪的分子气体，星暴矮星系相比正常晚型盘状星系具有更短的耗尽气体时标和更低的分子气体比例，这对模型预测提出了额外的约束（删节）。