z=2.3 恒星形成星系内星际介质的性质
宇宙学与河外天体物理
2015-05-19 v1
摘要
我们分析了来自透镜星系 z=2.3 亚毫米星系 SMM J2135-0102 的静止系远红外和亚毫米波段的分子及原子气体发射。我们以非常高的信噪比探测到来自 3 种分子的 11 条跃迁，并获得了来自 9 种分子的另外 20 条跃迁的上限。我们利用 12CO、[CI] 和 HCN 谱线强度来研究气体质量、运动学结构和星际介质化学性质，并找到了强证据表明存在一个两相介质：一个热、致密、明亮的组分，以及一个延伸的、冷的、低激发的大质量组分。利用光致离解区模型，我们表明平均而言，分子气体暴露于比银河系强约 1000 倍的紫外辐射场中，恒星形成区域的特征密度为 n~10^4 /cm^3。这些条件与本地超亮红外星系以及典型星暴星系中心区域的条件相似，尽管该系统中的恒星形成率要高得多。12CO 谱线能量分布和谱线轮廓提供了强有力的证据，表明该系统包含多个具有不同条件（包括温度）的运动学组分，并且谱线比暗示云团内存在高宇宙射线通量。我们表明，当在整个星系上积分时，气体和恒星形成面密度似乎遵循 Kennicutt-Schmidt 关系，尽管与高分辨率亚毫米成像相比，我们的数据表明该关系在 <100pc 的尺度上失效。凭借透镜放大效应，这些观测揭示了 z~2.3 处恒星形成和星际介质的丰富信息，其详细程度直到最近才在 z<0.1 处成为可能，并展示了当 ALMA 全面运行时，在未透镜星系中可能研究的潜在物理性质。(摘要已删减)
引用
@article{arxiv.1008.3183,
title = {The Properties of the Interstellar Medium within a Star-Forming Galaxy at z=2.3},
author = {A. L. R. Danielson and A. M. Swinbank and Ian Smail and P. Cox and A. C. Edge and A. Weiss and A. I. Harris and A. J. Baker and C. De Breuck and J. E. Geach and R. J. Ivison and M. Krips and A. Lungdren and S. Longmore and R. Neri and B. Ocana Flacquer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.3183},
year = {2015}
}
备注
17 pages, 6 figures, MNRAS accepted