同时模拟恒星形成星系中的远红外尘埃发射及其与 CO 发射的关系

我们提出了一种同时模拟尘埃远红外光谱能量分布（SED）和总红外-一氧化碳（CO）积分强度（$S_{\rm IR}-I_{\rm CO}$）关系的方法。该模拟采用分层贝叶斯（HB）技术，从观测的远红外（FIR）图谱中估计每个像素的尘埃面密度、温度（$T_{\rm eff}$）和光谱指数。此外，给定相应的 CO 图谱，该方法同时估计 FIR 与 CO 强度之间的斜率和截距，它们是观测源的全球性质。该模型考虑了相关和无关的不确定性，例如 Herschel 观测中存在的不确定性。使用合成数据集，我们展示了 HB 方法的准确性，并将结果与常见的非分层拟合方法进行了对比。作为初步应用，我们利用 Herschel FIR 和 NANTEN CO 观测，模拟了麦哲伦云中 100 pc 尺度上的尘埃与气体。在两个星系中，$\log S_{\rm IR}-\log I_{\rm CO}$ 关系的斜率相似，落在 1.1$-$1.7 范围内。然而，在 SMC 中截距高出近 3 倍，这可以通过其金属丰度低于 LMC 来解释，从而导致单位 $I_{\rm CO}$ 对应的 $S_{\rm IR}$ 更大。HB 模拟表明，在 LMC 中 $I_{\rm CO}$ 最高的区域 $T_{\rm eff}$ 有所升高。这可能是由于年轻恒星在最致密分子区域中增强了尘埃加热。这种同时进行的尘埃与气体模拟可揭示 ISM 性质的变化及其与其他星系特征（如恒星形成率和/或金属丰度）的关联。