[论文解读] The AMIGA sample of isolated galaxies IX. Molecular gas properties

U. Lisenfeld, D. Espada+8 more|arXiv (Cornell University)|Aug 10, 2011

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 54被引用 54

一句话总结

本研究基于AMIGA项目，构建了一个红移受限的173个孤立星系样本，通过12 CO(1-0)发射线表征分子气体性质，并对中心点源观测应用孔径修正。研究建立了分子气体质量与光度（L_B, L_K, L_FIR）之间的基准相关性，发现Sb-Sc旋涡星系在L_FIR和L_K上存在紧密的线性关系，并揭示相互作用星系的分子气体比孤立星系高出0.2–0.3 dex。

ABSTRACT

Aims: We characterize the molecular gas content using CO emission of a redshift-limited subsample of isolated galaxies from the AMIGA (Analysis of the interstellar Medium of Isolated GAlaxies) project. Methods: We present the 12CO(1-0) data for 273 AMIGA galaxies. We constructed a redshift-limited sample containing galaxies with 1500\kms

研究动机与目标

• 建立一个具有明确定义隔离标准的孤立星系参考样本，以研究环境对分子气体含量的影响。
• 利用12 CO(1-0)线发射数据表征孤立星系中的分子气体质量（M_H2）。
• 假设指数CO盘面分布，为单点指向观测推导孔径修正，以估算总分子气体质量。
• 比较孤立星系与相互作用星系的分子气体性质，评估环境效应。
• 量化不同形态类型下的分子气体耗尽 timescale（τ_dep）和气体质量比（M_H2/M_HI）

提出的方法

• 构建了一个红移受限的173个孤立星系样本，速度范围为v > 1500 km s⁻¹ 且 v < 5000 km s⁻¹，排除形态上受扰动的系统。
• 将IRAM 30m和FCRAO 14m望远镜的新12 CO(1-0)数据与文献中273个星系的数据相结合。
• 使用指数盘模型应用孔径修正，从中心点源观测外推总分子气体质量。
• 对M_H2与光度（L_B, L_K, L_FIR）、光学直径（D_25）和原子气体质量（M_HI）之间的相关性进行统计分析。
• 定义分子气体缺乏参数为预期与观测log(M_H2)之间的差值，使用样本的相关系数。
• 使用Kroupa初始质量函数计算分子气体耗尽 timescale τ_dep = M_H2 / SFR。

实验结果

研究问题

• RQ1 在孤立星系中，分子气体质量（M_H2）与星系整体属性（L_B, L_K, L_FIR, D_25, M_HI）之间存在何种相关性？
• RQ2 孤立星系中M_H2–L_FIR和M_H2–L_K关系与相互作用星系中的关系相比如何？
• RQ3 孤立旋涡星系（T=3–5）中的典型分子气体耗尽 timescale（τ_dep）是多少？
• RQ4 孤立星系中M_H2/M_HI质量比如何随形态类型变化？
• RQ5 孤立星系中是否存在分子气体面密度（Σ_H2）与恒星形成率面密度（Σ_SFR）之间的紧密相关性？

主要发现

• M_H2与L_FIR的相关性最强，对于T=3–5旋涡星系，与L_K的相关性也最强，两者均表现出近似线性关系。
• M_H2与L_B的相关性为非线性，M_H2/L_B随L_B增加而上升，表明更亮星系的分子气体效率发生变化。
• M_H2与M_HI之间无显著相关性；T=3–5旋涡星系的平均M_H2/M_HI比值为log(M_H2/M_HI) = -0.72，且随形态类型更晚而显著降低。
• T=3–5旋涡星系的分子气体耗尽 timescale τ_dep为log(τ_dep) = 9.0 yr，所有类型为log(τ_dep) = 8.9 yr，与其他近邻星系研究结果一致。
• 基于L_FIR或L_K的缺乏参数表明，相互作用星系（来自Perea et al. 1997和Casasola et al. 2004）的M_H2比孤立星系高出0.2–0.3 dex。
• log(Σ_H2)与log(Σ_SFR)之间存在斜率接近1的紧密相关性，但Σ_SFR与总气体面密度（Σ_H2+HI）之间无显著相关性。