[论文解读] Molecular gas in the elliptical galaxy NGC759. Interferometric CO observations

T. Wiklind, F. Combes+2 more|arXiv (Cornell University)|Feb 10, 1997

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 4

一句话总结

本研究通过干涉测量法对NGC759进行了CO(1-0)观测，揭示了在半径650 pc处存在一个紧凑的核周环，其中束缚有2×10⁹ M☉的分子气体，峰值面密度达750 M☉/pc²。CO(2-1)/CO(1-0)线亮度比为0.4，表明存在两相分子气体成分，且基于r¹/⁴光度分布的改进质量模型表明，先前对类似星系中分子气体性质的估计可能被高估。

ABSTRACT

Interferometric observations of the CO(1-0) line in the elliptical galaxy NGC759 shows that it contains 2 10^9 Mo of molecular gas, confined to a circumnuclear ring with an average radius of only 650pc. The maximum gas surface density is 750 Mo/pc^2, which is comparable to the critical gas surface density for large scale gravitational instabilities. The low CO(2-1)/CO(1-0) ratio of 0.4 is consistent with a two-component molecular gas, consisting of a cold and dense phase, containing most of the mass, and a warm and diffuse component dominating the CO emission. We use a mass model for the underlying galaxy which is applicable to spherical galaxies with an r^1/4 luminosity profile. This leads to more modest estimates of the molecular gas fraction and gas surface density then would have been derived using simpler models, suggesting that many of the spectacular molecular gas properties of ultraluminous FIR galaxies, which could be described by similar mass models, may have to be revised. We discuss the possibility that NGC759 is in a late stage of a merging between two gas-rich disk galaxies.

研究动机与目标

• 利用高分辨率CO(1-0)干涉观测，研究椭圆星系NGC759中分子气体的分布与物理条件。
• 特别关注其紧凑核周结构，测定NGC759中的分子气体质量与面密度。
• 评估观测到的气体性质对具有r¹/⁴光度分布的早期型星系动力学质量建模的影响。
• 通过分析CO线比与气体形态，评估富含气体的并合在椭圆星系中分子气体储层形成中的作用。

提出的方法

• 对CO(1-0)转动跃迁线进行高分辨率干涉观测，以绘制NGC759中分子气体的分布。
• 基于r¹/⁴光度分布的球对称质量模型被用于估算动力学质量，并校正气体面密度与分数的高估问题。
• 测量CO(2-1)/CO(1-0)线比，以推断存在两相分子气体系统：冷而致密的成分与热而弥散的成分。
• 将观测到的气体面密度与引力不稳定的临界值进行比较，以评估恒星形成或盘面碎裂的潜力。
• 使用A&A标准LaTeX格式与PostScript图像进行数据处理与发表。

实验结果

研究问题

• RQ1 椭圆星系NGC759中的总分子气体质量及其空间分布如何？
• RQ2 与简单模型相比，使用更真实的r¹/⁴质量模型如何影响分子气体面密度与气体分数的估计？
• RQ3 CO线比（CO(2-1)/CO(1-0)）揭示了分子气体的物理条件与多相性质的哪些信息？
• RQ4 NGC759中的紧凑分子气体环是否可能是两个盘状星系近期富含气体并合的残余？

主要发现

• NGC759中约含有2×10⁹ M☉的分子气体，集中在半径为650 pc的核周环中。
• 分子气体的峰值面密度达到750 M☉/pc²，接近大尺度引力不稳定的临界值。
• CO(2-1)/CO(1-0)线比测量值为0.4，表明存在两相分子气体系统，其中以冷而致密的成分为主，辅以热而弥散的成分。
• 使用更真实的r¹/⁴光度分布质量模型后，相比简单模型，分子气体分数与面密度的估计值有所降低，表明先前对类似星系的估计可能存在高估。
• 该紧凑且高面密度的气体环与两个富含气体的盘状星系晚期并合的产物一致，提供了一种可能的形成情景。