年轻分子云的合成 CO 发射与 X_CO 因子：一项收敛性研究

在 SILCC-Zoom 项目中，研究了形成中分子云三维模拟的合成 CO 发射性质。由于云演化与分子形成时标相当，模拟包含了实时化学网络。使用两组空间分辨率递增（d$x=3.9$ pc 至 d$x=0.06$ pc）的模拟来考察合成 CO 发射的收敛性，该发射由 RADMC-3D 辐射转移代码对模拟数据后处理得到。为确定激发条件，有必要将原子氢与氦连同 H$_2$ 一并包含，这使所得 CO 发射增加约 7–26%。结合 $^{12}$CO 与 $^{13}$CO 的亮温度，我们比较了估算激发温度、CO 谱线光学深度及由此 CO 柱密度的不同方法。强度加权平均激发温度给出了总 CO 质量的最准确估计。当使用基于像素的激发温度计算 CO 质量时，在低/高 CO 柱密度处会过/低估质量，那里 $^{12}$CO 光学厚而 $^{13}$CO 光学薄的假设不成立。此外，为获得收敛的总 CO 光度及由此 <$X_{\rm CO}$> 因子，三维模拟须有 d$x\lesssim0.1$ pc。<$X_{\rm CO}$> 随时间演化且两团云不同；然而发现与数值分辨率存在显著差异。由于视觉消光大于 3~mag 的高柱密度区在 d$x\gtrsim 1$~pc 时未被分辨，此时 H$_2$ 质量与 CO 光度均显著不同于更高分辨率结果，且局域 $X_{\rm CO}$ 受强噪声影响。我们的计算表明，合成 CO 发射图仅在 d$x\lesssim 0.1$ pc 的模拟中收敛。