量化PHANGS星系中分子超气泡的能量学

恒星形成与恒星反馈是相互关联的过程，它们在星系中重新分配能量和物质。当年轻的大质量恒星在空间中成团的环境里形成时，它们创造出称为超气泡的膨胀气体袋。由于这些过程在塑造星系盘和调节重子循环方面起着关键作用，测量超气泡的性质为星系演化模型提供了重要输入。借助PHANGS-ALMA $^{12}$CO (2-1)巡天的大覆盖面积和高角分辨率（50-150 pc），我们现在能够在邻近星系中分辨并识别出具有统计代表性的大量含分子气体的超气泡。我们通过要求CO中的壳层与PHANGS-HST中识别的恒星族群在空间上对应来识别超气泡，并结合恒星族群与CO的性质来约束反馈模型并量化其能量学。我们在18个PHANGS-ALMA星系中目视识别出325个空腔，其中88个具有清晰的超气泡特征（完整壳层、中心星团、膨胀的运动学特征）。我们利用CO测量它们的半径和膨胀速度，以动态推导它们的年龄和驱动气泡的机械功率，并用以计算驱动气泡的母恒星族群的预期性质。我们发现，如果我们使用以10%耦合效率注入能量的超新星激波模型，预测的与推导的恒星族群年龄和质量一致，而连续模型无法解释我们测量的恒星年龄。这不仅证实了分子气体准确示踪超气泡性质，也为超气泡模型提供了关键观测约束。我们还发现证据表明气泡在膨胀时扫集气体，并推测这些地点有可能孕育新一代恒星。