利用[CII]示踪红移约6星系中的分子气体
星系天体物理
2022-07-13 v1
摘要
我们通过分析来自SIMBA模拟的11,125个红移z≈6的恒星形成主序星系中分子气体质量(M_mol)与[CII]谱线光度(L_[CII])之间的关系，研究158 μm处的精细结构[CII]谱线作为分子气体示踪剂的可行性，其中谱线辐射由SÍGAME建模。尽管我们模拟中大部分(约50–100%)气体质量为电离气体，但[CII]辐射的主要部分(>50%)来自分子相。我们发现log L_[CII]–log M_mol关系为亚线性(斜率0.78±0.01)，这与从z≲6更高质量、富金属星系观测样本导出的线性关系相反。我们推导出中位[CII]到M_mol的转换因子α_[CII]≈18 M_⊙/L_⊙。这低于从观测导出的≈30 M_⊙/L_⊙的平均值，我们将其归因于模拟中较低的气相金属丰度。因此，在从低质量星系的[CII]观测推断分子气体质量时，必须采用较低的、依赖于光度的转换因子。对于我们的模拟，[CII]比CO J=1–0更能示踪分子气体，特别是在最低金属丰度下，其中大部分气体为“CO暗”气体。我们发现L_[CII]与M_mol的相关性比与恒星形成率(SFR)更紧密，并且log L_[CII]–log M_mol和log L_[CII]–log SFR关系均源于Kennicutt-Schmidt关系。我们的发现表明，L_[CII]在早期宇宙时期是分子气体有前景的示踪剂。
引用
@article{arxiv.2203.05316,
title = {Tracing Molecular Gas in z $\simeq$ 6 Galaxies with [C${\rm \scriptsize II}$]},
author = {David Vizgan and Thomas R. Greve and Karen P. Olsen and Anita Zanella and Desika Narayanan and Romeel Davè and Georgios E. Magdis and Gergö Popping and Francesco Valentino and Kasper E. Heintz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.05316},
year = {2022}
}
备注
13 pages, 9 figures. Accepted for publication in ApJ