[论文解读] Molecular gas in galaxies of Hickson compact groups

S. Léon, F. Combes+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 12, 1997

Spectroscopy and Laser Applications被引用 5

一句话总结

本研究利用CO(1-0)和CO(2-1)线观测，调查了45个希克森致密星系群（HCGs）中70个星系的分子气体，检测到57个星系（检测率为81%）。研究发现，在最致密的星系群中，M(H₂)/Lb和M(dust)/Lb比值更高，表明潮汐相互作用促使气体向内集中，尽管由于FIR空间分布的差异，恒星形成效率似乎较低，需更高分辨率的FIR数据才能进行明确比较。

ABSTRACT

We have observed 70 galaxies belonging to 45 Hickson compact groups in the CO(1-0) and CO(2-1) lines, in order to determine their molecular content. We detected 57 galaxies, corresponding to a detection rate of 81%. We compare the gas content relative to blue and FIR luminosities of galaxies in compact groups with respect to other samples in the literature, including various environments and morphological types. We find that there is some hint of enhanced M(H2)/Lb and M(dust)/Lb ratios in the galaxies from compact group with respect to our control sample, especially for the most compact groups, suggesting that tidal interactions can drive the gas component inwards, by removing its angular momentum, and concentrating it in the dense central regions, where it is easily detected. The molecular gas content in compact group galaxies is similar to that in pairs and starburst samples. However, the total L(FIR) luminosity of HCGs is quite similar to that of the control sample, and therefore the star formation efficiency appears lower than in the control galaxies. However this assumes that the FIR spatial distributions are similar in both samples which is not the case at radio frequencies. Higher spatial resolution FIR data are needed to make a valid comparison. Given their short dynamical friction time-scale, it is possible that some of these systems are in the final stage before merging, leading to ultra-luminous starburst phases. We also find for all galaxy samples that the \htwo content (derived from CO luminosity and normalised to blue luminosity) is strongly correlated to the L(FIR)luminosity, while the total gas content H2+HI is not.

研究动机与目标

• 利用CO线观测确定希克森致密星系群（HCGs）中星系的分子气体含量。
• 将HCG星系的分子气体和尘埃含量与文献中不同环境和形态的对照样本进行比较。
• 评估潮汐相互作用对致密星系群环境中气体集中和恒星形成效率的影响。
• 评估HCG星系是否表现出相较于孤立星系或成对系统的增强恒星形成或气体动力学特征。

提出的方法

• 在CO(1-0)和CO(2-1)跃迁线对HCGs中的70个星系进行观测，通过CO光度探测分子氢（H₂）。
• 利用CO光度推导H₂质量，并归一化至蓝光度（Lb）和FIR光度（L(FIR)）。
• 将HCG星系与文献中的对照样本在M(H₂)/Lb和M(dust)/Lb比值上进行比较。
• 分析HCGs与对照样本在FIR发射空间分布上的差异，以评估恒星形成效率。
• 利用动力摩擦 timescale 估算，评估致密星系群中即将发生并合的可能性。
• 对多个星系样本中H₂含量（归一化至Lb）与L(FIR)之间的相关性进行分析。

实验结果

研究问题

• RQ1 与其它星系环境相比，希克森致密星系群中的星系是否表现出相对于其蓝光度增强的分子气体含量？
• RQ2 HCG星系的恒星形成效率是否低于对照样本？如果是，这是否由于FIR空间分布的差异所致？
• RQ3 在致密星系群中，潮汐相互作用在多大程度上驱动分子气体向内运动，增加中心集中度？
• RQ4 HCG星系中的H₂含量与相互作用成对星系和星暴星系相比如何？
• RQ5 在多样化星系样本中，归一化的H₂质量与FIR光度之间是否存在强相关性？

主要发现

• 在希克森致密星系群的70个星系中，有57个被检测到CO线，检测率为81%。
• 在最致密的HCGs中，M(H₂)/Lb和M(dust)/Lb比值高于对照样本，表明气体集中程度增强。
• 潮汐相互作用可能通过移除角动量，促使分子气体向内运动，从而提高中心密度。
• 尽管气体集中程度更高，HCGs的总L(FIR)光度与对照样本相似，表明恒星形成效率较低。
• 在所有样本中，H₂含量（归一化至Lb）与L(FIR)之间的相关性较强，但总气体含量（H₂+HI）并无此类相关性。
• 需要更高空间分辨率的FIR数据，以解决FIR分布差异问题，并对恒星形成效率进行有效比较。