迈向正常星系和星暴星系中“弥散电离介质”的统一模型

我们分析了正常星系和星暴星系样本的Hα图像和长缝光谱，以更好地理解这些星系中弥散的、低表面亮度气体的性质。我们发现，在两个样本中，星系中给定位置的Hα表面亮度（$\Sigma_{H\alpha}$）与[SII]/Hα线比之间存在强烈的反相关。然而，在给定的线比下，星暴星系的这种相关性在Hα表面亮度上向亮端偏移了一个数量级。相比之下，我们发现所有星系（星暴和正常星系 alike）在谱线比和相对Hα表面亮度（$\Sigma_{H\alpha}/\Sigma_e$，其中$\Sigma_e$是星系半光半径内的平均Hα表面亮度）之间定义了一个普遍关系。我们表明，这种普遍相关性是弥散电离介质（DIM）模型的一个自然结果，在该模型中，DIM是被光电离的气体，其特征热压力（$P$）与星系中单位面积的平均恒星形成率（$\Sigma_{SFR}$）成正比。如果我们要求比例常数与银河系本地盘中的$P$和$\Sigma_{SFR}$值一致，则与数据有良好的定量一致性。$P$和$\Sigma_{SFR}$之间的这种标度关系可能源于大质量恒星的反馈加热了星际介质（ISM），或者因为$\Sigma_{SFR}$是由平均气体压力决定（或限制）的。