超旋星系中的分子气体

在最高恒星质量处（log(\mstar) $\gtrsim$ 11.5 \msun），仅有小部分星系是盘状且活跃恒星形成的天体。这些所谓的“超旋星系”是更好理解星系演化如何进行、并将恒星与气体关系的认知拓展至更高恒星质量区间的理想对象。我们呈现了 46 个超旋星系以及 18 个质量略低（log(\mstar) $>$ 11.0 \msun）且具有宽 HI 线——HI 快速自转体（HI-FRs）——星系的新 CO(1-0) 数据。我们分析了由其 CO 推导的分子气体质量，关联其恒星形成率（SFR）与恒星质量，并将结果与由低质量星系导出的数值和标度关系进行比较。我们确认超旋星系遵循与低质量星系相同的恒星形成主序（SFMS）。我们发现它们拥有丰富的分子气体，其高于由低质量星系导出的与恒星质量关系的 extrapolation，但处于 \mmol/\mstar 与到 SFMS 距离的关系之内。分子气体耗尽时间 \taudep = \mmol/SFR 高于 SFMS 上的低质量星系（\taudep = 9.30 $\pm$ 0.03，对比样本为 \taudep = 9.00 $\pm$ 0.02），且似乎延续随恒星质量增加的趋势。HI-FR 星系的原子到分子气体质量比与低质量星系一致，表明从原子到分子气体的转换以类似方式进行。我们得出结论：分子气体的可得性是使恒星形成得以延续的关键因素，并且若有气体存在， quenching 并非大质量星系的必然命运。气体耗尽时间的差异表明，高恒星质量处分子气体的性质较不利于恒星形成。