EDGE-CALIFA 巡天:解析的恒星形成效率与局部物理条件

我们利用 $^{12}$CO(J=1-0) 和光学 IFU 数据,测量了从 EDGE-CALIFA 巡天中选取的 81 个邻近星系中单位气体质量的恒星形成率(SFR)及恒星形成效率(总气体的 SFE$_{\rm gas}$,分子气体的 SFE$_{\rm mol}$)。在此分析中,我们利用 H$\alpha$ 探测的速度相干叠加 CO 光谱,以探测延伸至星系中心半径 $r_{\rm gal} \sim 1.2 r_{25}$($\sim 3 R_{\rm e}$)的更微弱 CO 发射,并在 CO 到 H$_2$ 的转换中考虑了金属丰度和高面密度的影响。我们确定了分子和恒星组分的标长,发现它们之间存在接近 1:1 的关系。这一结果表明 CO 发射与恒星形成活动密切相关。我们考察了 SFE$_{\rm gas}$ 对物理参数的径向依赖性,如星系中心半径、恒星面密度 $\Sigma_{\star}$、动力学平衡压力 $P_{\rm DE}$、轨道时标 $\tau_{\rm orb}$ 以及 Toomre $Q$ 稳定性参数(包含恒星与气体的 $Q_{\rm star+gas}$)。我们观察到 SFE$_{\rm gas}$ 随 $r_{\rm gal}$ 呈现总体平滑、连续的指数下降。SFE$_{\rm gas}$ 对大多数物理量的依赖关系似乎可以很好地用幂律描述。我们的结果还显示,在 $\log[\tau_{\rm orb}]\sim 7.9-8.1$ 处 SFE$_{\rm gas}$-$\tau_{\rm orb}$ 关系出现平坦化,且每个轨道时间的 SFE$_{\rm gas}$ 存在形态学依赖性,这可能反映了由于核球成分的存在导致的恒星形成猝灭。我们未发现 SFE$_{\rm gas}$ 与 $Q_{\rm star+gas}$ 之间存在明确的相关性。