尘埃 lanes 的形成及其对星系演化的影响
天体物理学
2009-11-10 v1
摘要
我们发现盘状星系在其尘埃介质的结构中呈现出尖锐的、质量相关的转变。尘埃 lanes 是巨大的盘状星系（V_rot>120km/s）的通用特征，而在 V_rot<120km/s 的星系中则完全不存在。这种转变反映了低质量星系中冷介质垂直尺度的增加，这由更大的湍流速度在气体层中提供支撑力，而非气体面积密度的锐利下降所致。我们将 V_rot=120km/s 的转变识别为高质量星系中引发重力不稳定性的起始点。这些不稳定性导致气体在螺旋臂上发生碎片化和引力坍缩，形成较小的气体垂直尺度，湍流速度降低，从而产生狭窄的尘埃 lanes。速度色散下降可能是由于湍流驱动机制的切换，或 ISM 响应于超新星爆发方式的改变——在气体坍缩至密集层后所致。所产生的较小气体垂直尺度可显著提高伴随盘状不稳定性的星际形成率，这可能解释了 Kennicutt 面积密度阈值对星际形成的限制。我们的数据表明，V_c<120km/s 的低质量盘中星际形成效率将系统性地较低，导致星际形成时间尺度超过气体吸积时间尺度。此效应可抑制低质量盘的金属丰度和核合产量，从而解释盘状质量-金属丰度关系，而无需假设银河由超新星驱动的外流。盘状稳定性、尘埃结构和/或星际形成效率的转变也可能解释 Tully-Fisher 关系斜率的变化、矮星系盘的明显增厚，以及 V_rot>120km/s 星系开始形成中心杆的现象。（已省略）
引用
@article{arxiv.astro-ph/0402472,
title = {The Formation of Dust Lanes: Implications for Galaxy Evolution},
author = {Julianne J. Dalcanton and Peter Yoachim and Rebecca A. Bernstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0402472},
year = {2009}
}
备注
20 pages, Accepted by the Astrophysical Journal