z~7 处空间分辨的 Kennicutt-Schmidt 关系及其与星际介质性质的联系

我们利用中等分辨率的 [OIII]、[CII] 和尘埃连续谱 ALMA 观测，在再电离时期（$z\approx 7$）五颗明亮 Lyman Break 星系的星际介质（ISM）中，于约亚千秒差距尺度上推导气体密度（$n$）、气相金属丰度（$Z$）以及偏离 Kennicutt-Schmidt（KS）关系程度（$\kappa_s$）。为此，我们使用 GLAM，一种最先进的、基于物理动机的贝叶斯模型，它将 [CII] 和 [OIII] 面亮度（$\Sigma_{\rm [CII]}$、$\Sigma_{\rm [OIII]}$）与 SFR 面密度（$\Sigma_{\rm SFR}$）同 $n$、$\kappa_s$ 和 $Z$ 联系起来。所有五个源都以中心星暴区为特征，其中 $\Sigma_{\rm gas}$ 对 $\Sigma_{\rm SFR}$ 位于 KS 关系上方约 10 倍处（$\kappa_s\approx10$）。这转化为 $t_{\rm dep}\approx 80-250$ Myr 范围的气体耗尽时间。内部星暴中心比星系外围具有更高的气体密度（$\log (n/{\rm cm^{-3}}) \approx 2.5-3.0$）和更高的金属丰度（$\log (Z/Z_{\odot}) \approx -0.5$）。我们推导出边际负的径向金属丰度梯度（$\nabla \log Z \approx -0.03 \pm 0.07$ dex/kpc），以及和气体耗尽时间反相关的尘埃温度（$T_d\approx$32-38 K）。