红移 z=2.2 处一个大质量恒星形成主序星系中的中性碳与高激发 CO

我们利用 Plateau De Bure 干涉仪在红移 z=2.2 的主序盘状星系 BX610 中观测了多条 CO 与中性碳跃迁。我们对 CO(7-6)、CO(4-3) 以及两条远红外(FIR) [CI] 谱线的观测补充了先前对 H$\alpha$ 和低-J CO 的观测，揭示了一个正以 UV 场(Log($G$ G$_0^{-1}) \lesssim3.25)$ 剧烈形成恒星的星系；尽管其剧烈程度不及本地极亮红外星系或早期宇宙中多数星暴亚毫米波星系。我们的观测给出了冷气体质量的新独立估计，表明 $M_\textrm{gas}\sim2\times10^{11}$M$_\odot$，并提示 $\alpha_{\textrm{CO}}$ 值略大，约为 8.2。相应的气体耗尽时标为 $\sim$1.5 Gyr。除受恒星形成加热的中等密度(Log($n$ cm$^3)\lesssim3$ )气体外，BX610 还显示出存在显著的第二气体组分，其导致了强的高-J CO 发射。该第二组分可能是典型光解区中由恒星形成加热的高密度分子气体组分，也可能是由低速 C 激波激发的分子气体。我们观测到的 CO(7-6) 与 FIR 光度之比显著高于典型恒星形成星系，并表明 CO(7-6) 在该星系中并非可靠的恒星形成示踪剂。