PHIBSS: 在z<1.5处探究CO-H₂转换因子对总质量面密度的依赖性

我们分析了在z<1.5的恒星形成星系中CO-H₂转换因子（α_CO）与总质量面密度（Σ_tot）之间的关系。我们的样本取自IRAM高原布勒HIgh-z蓝序巡天（PHIBSS）和CO遗留数据库GASS（COLD GASS），包含了主导该时期宇宙恒星形成率（SFR）演化的“正常”大质量恒星形成星系，并探测了观测到α_CO变化最强的Σ_tot区域。我们通过现有的CO观测、恒星形成率测量以及假定的分子气体耗尽时间（t_dep=M_gas/SFR）来约束α_CO——后两者确定了独立于观测CO光度的总分子气体质量。对于广泛采用的耗尽时间范围，我们发现α_CO与总质量面密度无关，与标准银河系值偏差很小。这与一种图景相悖，即α_CO在可能为z∼1星系中恒星形成团块提供燃料的延展分子气体云内随面密度增加而减小，类似于在本地ULIRG中观测到的情形。相反，我们的结果表明，在z∼0和z∼1处，分子气体主要以自引力分子云的形式存在。虽然CO观测表明z∼0和z∼1之间的平均分子气体耗尽时间减少了约3倍，但我们发现，对于典型星系，z∼1处的分子气体结构和恒星形成过程在其他方面与本地恒星形成系统中观测到的非常相似。