论星系盘中冷中性介质的分布
星系天体物理
2023-07-20 v2
摘要
冷中性介质(CNM)是星系气体循环的重要组成部分,也是分子气体与恒星形成气体形成的前提,但其分布仍未被完全理解。在本工作中,我们呈现了具有时间依赖化学的旋涡星系极高分辨率模拟,从而可追踪CNM的形成、其在星系内的分布及其与恒星形成的关联。我们发现CNM分数与总HI之间无强径向依赖,这是由于递减的星际辐射场抵消了较大星系半径处递减的气体柱密度。然而,CNM分数在旋臂中确实增加,其中CNM分布呈团块状而非连续,与H2重叠更紧密。CNM径向延伸不及HI远,且外星系处的垂直尺度高度较HI更小而无耀斑状展开。CNM柱密度随总中位面压力标度,并在PT/kB =1000 K/cm3以下值处从气相消失。我们发现恒星形成率密度遵循与总气体Kennicutt-Schmidt定律类似的、随CNM柱密度的标度律。在外星系,我们仅由星系动力学在HI中产生真实的垂直速度弥散,但我们的模型未预言在银河系HI吸收研究中观测到的极大半径处的CNM。我们建议延伸的旋臂可能在这些半径处产生孤立的CNM团块。
引用
@article{arxiv.2301.08265,
title = {On the distribution of the Cold Neutral Medium in galaxy discs},
author = {Rowan J. Smith and Robin Tress and Juan D. Soler and Ralf S. Klessen and Simon C. O. Glover and Patrick Hennebelle and Sergio Molinari and Mordecai-Mark Mac Low and David Whitworth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.08265},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 20 figures, accepted by MNRAS