Molecular Hydrogen and [Fe II] in Active Galactic Nuclei III: LINERS and Star Forming Galaxies
我们研究的运动学和激发机制的H2和[Fe II]线在67个发射线星系的样本与红外望远镜设施SpeX近红外（NIR，0.8-2.4微米）光谱与新的光电离模型。H2发射线比窄线区（NLR）线窄，这表明两者很可能在运动学上不相连。新的模型和发射线比表明，热激发不仅在活动星系核中起重要作用，而且在恒星形成星系中也起重要作用。在恒星形成星系的热激发的重要性可能与超新星遗迹的存在接近的区域发射H2线。这一假设进一步得到了H2的振动和转动温度之间的相似性的支持。我们确认，涉及线比H2 2.121/Br_gamma和[Fe II] 1.257/Pa_beta的图是根据发射线物体的主要活动类型分离发射线物体的有效工具。我们建议新的限制线的比率，以区分不同类型的核活动。
2013-01-03 astro-ph.CO
A Search for Molecular Gas toward a BzK-selected Star-forming Galaxy at z = 2.044
利用野边山射电天文台的45米望远镜和野边山毫米波阵对SDF-26821进行了CO（3-2）辐射的观测。SDF-26821是一个由BzK选择的恒星形成星系（sBzK），z = 2.044。我们未检测到显著排放，并推导出2 σ限值：L 'CO的CO光度< 3.1 × 10^10 K km s^{-1} pc^{-2}，远红外光度与CO光度之比LFIR/L' CO> 57 Lsun（K km s^{-1} pc^{-2}）^{-1}，M_H2的分子气体质量< 2.5 x 10^10 Msun，假设速度宽度为200 km s^{-1}，CO到H2的转换因子α_CO=0.8 Msun（K km s^{-1} pc^{-2}）^{-1}。L_FIR/L 'CO的比率（恒星形成效率（SFE）的量度）与先前在CO中检测到的两个z ~ 1.5 sBzKs（2-1）相当或更高，表明sBzKs可以具有宽范围的SFE。sBzKs之间的远红外光度，气体质量和恒星质量的比较表明，SDF-26821处于形成恒星的早期阶段，具有类似的SFE和/或比两个z ~ 1.5 sBzKs更有效地形成恒星。sBzKs的SFE和特定的恒星形成率高于本地螺旋，这表明这些系统之间的恒星形成模式存在差异，这表明sBzKs不仅仅是本地螺旋的放大版本。
2009-01-22 astro-ph.CO
Molecular gas properties of UV-luminous star-forming galaxies at low redshift
Lyman break analogues（LBA）是一组在紫外波段选择的低红移（z ~ 0.2）的恒星形成星系。这些天体与当地宇宙中质量和光度相似的其他星系相比，恒星形成率更高，尘埃消光率更低。在这项工作中，我们提出了一个调查的结果与毫米波天文学研究组合阵列（CARMA）检测CO（1-0）发射的LBA，以分析这些星系中的分子气体的性质。我们的研究结果表明，LBA遵循相同的施密特-肯尼库特定律的本地星系。另一方面，它们具有更高的气体分数（高达66%）和更快的气体耗尽时间尺度（低于1 Gyr）。这些特征使这些物体更类似于高红移恒星形成星系。我们的结论是，LBA是一个伟大的附近的实验室，研究冷星际介质在低金属，紫外光致密恒星形成星系。
2014-06-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Validation of the equilibrium model for galaxy evolution to z~3 through molecular gas and dust observations of lensed star-forming galaxies
我们结合IRAM Plateau de Bure干涉仪和Herschel PACS和SPIRE测量来研究高红移恒星形成星系的尘埃和气体含量。我们对z=1.4-3.1的17个透镜星系的样本进行了新的观测，这使我们能够直接探测恒星质量为~ 10^10 Msun的正常恒星形成星系的冷ISM，否则赫歇尔和分子气体研究中的个体探测无法（尚未）进入这种状态。在SFR-M*-红移参数空间中，将透镜星系与具有类似远红外光度测量的亚毫米和正常z~1-2恒星形成星系参考样品相结合，研究星系的气体和尘埃性质。在z>2时，主序星星系的平均气体耗尽时标仅为~ 4.5亿年，比z=1（z=0）时短了~1.5（~5）倍，符合（1+z）^-1标度。在z=2.8处的平均气体质量分数为40+/-15%（不完全校正后为44%），表明最近观察到的红移气体分数增加的趋势变平甚至逆转到z~2。z>2的正常恒星形成星系的耗尽时间尺度和气体分数可以用星系演化的“平衡模型”来解释，其中星系的气体库是特定恒星形成速率红移演化的主要驱动力。由于它们的高恒星形成效率和低金属丰度，z>2的透镜星系尽管位于恒星形成主序星上，却有温暖的尘埃。在固定的金属丰度，他们也有一个气体尘埃比1.7倍，比当地观察到的使用相同的标准技术时，这表明应用本地校准的气体尘埃比和金属丰度之间的关系，以推断高红移星系的分子气体质量可能会导致系统的差异与CO为基础的估计…
2013-09-12 astro-ph.CO
The Star-Forming Molecular Gas in High Redshift Submillimeter Galaxies
提出了一个高红移亚毫米波半导体（SMG）中CO分子谱线发射的模型。通过结合流体动力学模拟的气体丰富的星系合并与多色辐射转移代码，日出，和三维非LTE分子线辐射转移代码，海龟滩，我们表明，如果SMGs通常是一个瞬态阶段的主要合并，其所观察到的紧凑的CO空间范围，宽线宽，和高激发条件（CO SED）的自然解释。在这个意义上，SMG可以被理解为局部ULIRG的放大类似物。我们利用这些模型来研究使用CO作为物理条件的指标。我们发现，在应用标准技术时必须小心。使用CO线宽作为来自SMG的动态质量估计器可能高估真实封闭质量约1.5-2倍。同时，假设CO J=3-2（和更高的线）与CO（J=1-0）的线比为1，这往往会导致低估推断的气体质量。我们提供这些模型的测试，概述了预测的实验是迫在眉睫的可行性与当前一代的测辐射热计阵列和无线电波光谱仪。
2009-08-19 astro-ph.CO
The Molecular-Gas Main Sequence and Schmidt-Kennicutt relation are fundamental, the Star-Forming Main Sequence is a (useful) byproduct
研究了恒星形成速率（SFR）与恒星质量（$M_*$）和分子气体质量（$M_{H_2}$）之间的关系。我们进一步研究这些关系的高z（z=1-3）星系和主机的本地样本的活动星系核（AGN）。我们探讨这些依赖关系是内在的，这是一个间接的副产品，采用偏相关系数和随机森林回归。我们发现，对于局部成星星系、高z星系和活动星系核宿主星系，Schmidt-Kennicutt关系（SK，介于$M_{H_2}$和SFR之间）和分子气体主序（MGMS，介于$M_{H_2}$和$M_*$之间）是内在的主序关系，而$M_*$和SFR之间的关系，即成星主序（SFMS）是前两者的间接副产物。因此，恒星形成主序并不是一个基本的标度关系的本地或高红移星系。我们发现的MGMS和SK关系在宇宙时间的演变的证据，在一个给定的恒星质量，红移越高，更大的分子气体质量和恒星形成效率。我们提供了一个参数化的MGMS和SK关系的红移的演变，显示它们如何结合起来，形成所观察到的SFMS的演变。此外，我们发现，本地AGN宿主星系遵循AGN-MGMS关系（以及AGN-SK关系），其中MGMS偏移到较低的$M_{H_2}$对于一个给定的$M_*$相比，本地SF星系。
2022-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Molecular gas in the inner 500pc of the MilkyWay: violating star formation relations and on the verge of forming extreme stellar clusters
通过HOPS、MALT 90和HiGAL银河系平面巡天，我们正在绘制银河系中致密、恒星形成、分子气体的重要部分。我目前的结果，从两个项目的基础上，这个组合的数据集，即（一）寻找在整个银河系的恒星形成（SF）率的变化作为环境的函数，及（ii）寻找分子云的祖先最极端的（大规模和密集的）星团。我们发现，在银河系内部500 pc的致密气体的每单位质量的SF率是至少一个数量级低于磁盘，直接挑战建议的通用柱/体积密度关系的预测。特别是，1度<1度< 3.5度，|b| < 0.5度的区域包含约1 E7 Msun的致密分子气体-足以形成1000个猎户座状星团-但目前这种气体中的恒星形成率仅相当于猎户座。我提出了一个分子云的后续研究，我们已经研究了项目（ii）的一部分，它也位于银河系内部的500 pc，与银河系的其他人口相比，它显然是极端的。它的质量为1 E5 Msun，半径只有3 pc，几乎没有恒星形成的迹象，似乎是一个类似拱门的星团的祖先。尽管进行了详细的观测跟踪搜索，但这个天体在银河系中似乎仍然是独一无二的，这使得它对于测试大规模团簇形成模型极其重要。
2012-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
NRO M33 All-Disk Survey of Giant Molecular Clouds (NRO MAGiC): II. Dense Gas Formation within Giant Molecular Clouds in M33
本文报道了对本星系群M33中银河系中心距离为5.1kpc的74个主要巨分子云（GMC）的~（12）CO（J=1-0）和~（12）CO（J=3-2）谱线发射的观测结果。这些观测是野边山射电天文台M33巨分子云全圆盘巡天项目（NRO MAGiC）的一部分。12 CO（J=1-0）的空间分辨率为80 pc，12 CO（J=3-2）的空间分辨率为100 pc。我们成功地探测到65个GMCs的~（12）CO（J=3-2）发射。此外，我们发现，恒星形成率的表面密度，这是来自一个线性组合的H α和24 μ m的排放量，和12 CO（J=3-2）的积分强度之间的相关性仍然保持在这个尺度。这一结果表明，即使在GMC尺度上，恒星形成活动也与12 CO（J=3-2）线示踪的温暖而致密的气体密切相关。我们还发现，具有高恒星形成活性的GMC往往表现出高的积分强度比（R3-2/1-0）。此外，我们还观察到R3-2/1-0的质量依赖的趋势与低的恒星形成活动的GMCs。根据这些结果，我们推测，R3-2/1-0值的低恒星形成活动的GMCs主要取决于致密气体的分数，而不是温度，因此，致密气体的分数增加的GMCs的质量，至少在低恒星形成活动的GMCs。
2012-10-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Schmidt-Kennicutt Law of Matched-Age Star Forming Regions; Pa-alpha Observations of the Early-Phase Interacting Galaxy Taffy I
为了检验最近的一个假设，即施密特-肯尼库特定律中的色散是由恒星形成分子云演化阶段的变化引起的，我们比较了早期合并星系对Taffy I中的分子气体和最近的恒星形成（UGC\ 12915/UGC\ 12914，VV\ 254），它们在2000万年前经历了一次直接碰撞，其恒星形成区预计具有相似的年龄。窄带Pa-α图像是使用小型TAO 1米望远镜上的ANIR近红外相机获得的。该图像使我们能够直接获得星系内恒星形成的准确速率。发现总的恒星形成率为22.2 M_sun/yr，远高于以前的估计。根据等效宽度估计的单个恒星形成斑点的年龄表明，大多数恒星形成区域的年龄约为700万年，除了桥上的巨大HII区域要年轻得多。恒星形成率和分子气体质量的区域具有相同的年龄之间的比较表现出令人惊讶的紧密的相关性，斜率的统一，和恒星形成效率相媲美的星爆星系。这些结果表明，Taffy I在碰撞后刚刚演变成一个星暴系统，恒星形成地点处于类似的阶段，除了桥区域之外，它们都是从出生分子云演变而来的。严格的施密特-肯尼库特定律支持恒星形成定律的分散性在很大程度上是由于恒星形成区域演化阶段的差异。
2012-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Properties of the Interstellar Medium in Star-Forming Galaxies at z~1.4 revealed with ALMA
我们利用ALMA对z~1.4主序星上的20个恒星形成星系进行了12 CO（J=5-4）和尘埃热连续辐射观测，以研究星际介质的性质。选取样本星系在恒星质量-恒星形成率图和恒星质量-金属丰度图中追踪恒星形成星系的分布。我们探测到来自11个星系的CO发射线。分子气体质量是通过采用金属性相关的CO到H2的转换因子并假设CO（5-4）/CO（1-0）光度比为0.23而导出的。被探测星系的分子气体质量及其比值（分子气体质量/（分子气体质量+恒星质量））分别在（3.9-12）x 10^{10} Msun和0.25-0.94的范围内;这些值明显大于本地旋涡星系。分子气体的质量分数随恒星质量的增加而减少;这种关系在比以前的研究低四倍的恒星质量时成立，并且分子气体的质量分数随金属丰度的增加而减少。叠加分析也显示了同样的趋势。尘埃热辐射在两个星系中被清楚地探测到，在五个星系中被勉强探测到。探测到的星系尘埃质量为（3.9-38）x 10^{7} Msun。我们推导出了气尘比，发现它们比本地星系大3-4倍。探测到的星系的分子气体耗尽时间为（1.4-36）× 10^{8}年，而叠加分析的结果显示约为3 × 10^{8}年。耗尽时间随恒星质量和金属丰度的增加而减小，但这种趋势并不显著，这与本星系的趋势相反。
2016-02-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Surface density: a new parameter in the fundamental metallicity relation of star-forming galaxies
恒星形成星系的恒星质量、金属丰度和恒星形成速率（或分子气体质量）之间有着密切的关系。这被称为基本金属丰度关系（FMR）（或分子气体FMR），它对星系演化模型有着深远的影响。然而，在FMR周围仍然存在显著的残余散射。我们在这里表明，第四个参数，恒星质量的表面密度，减少了周围的分子气体FMR的色散。在对41，338个恒星形成星系的29个物理参数的主成分分析中，发现恒星质量的表面密度是第四重要的参数。新的四维（4D）基本关系形成了一个更紧密的超曲面，将金属度分散降低到分子气体FMR的50%。我们建议，未来的分析和星系演化的模型应该考虑在一个4D空间，包括表面密度的FMR。气体流入的稀释时间尺度和恒星形成效率可以解释观测结果对恒星质量面密度的依赖性。AKARI有望在揭示新的4D FMR的红外特性方面发挥重要作用。
2017-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALMaQUEST Survey IX: The nature of the resolved star forming main sequence
我们调查的性质的表面密度的恒星形成率（$Σ_{\rm SFR}$），恒星质量（$Σ_*$），和分子气体质量（$Σ_{\rm H_2}$）之间的标度关系，旨在区分的关系是主要的，即更基本的，而不是那些间接的副产品的其他关系。我们使用ALMaQUEST调查和分析数据，使用偏相关和随机森林回归技术。我们明确地发现，最强的内在相关性是在$Σ_{\rm SFR}$和$Σ_{\rm H_2}$之间（即解析的Schmidt-Kennicutt关系），其次是$Σ_{\rm H_2}$和$Σ_*$之间的相关性（解析的分子气体主序列，rMGMS）。一旦考虑到这两个相关性，我们发现，没有证据表明任何内在的相关性之间的$Σ_{\rm SFR}$和$Σ_*$，这意味着SFR是完全由分子气体的量驱动，而其对恒星质量的依赖性（即解析恒星形成主序列，rSFMS）只是出现作为分子气体和恒星质量之间的关系的结果。
2022-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA reveals the molecular gas properties of 5 star-forming galaxies across the main sequence at 3 < z < 3.5
我们用ALMA在5个恒星质量为3- 6 × 10^10 M/M_sun的主序星星系中，在3 < z < 3.5时，在第3和第4波段观测到了S/N> 7 - 13的CO（5-4）和S/N > 3的CO（4-3）跃迁，其中有4个星系观测到了CO（3-2）跃迁。我们发现远红外总光度LFIR和CO（5-4）跃迁的光度L 'CO（5 -4）之间有很好的相关性，其中L' CO（5-4）随SFR的增加而增加，表明CO（5-4）是这些星系中遮蔽SFR的一个很好的示踪物。靠近恒星形成主序星的两个星系的CO SLED斜率与其他恒星形成种群（如本地SMG和BzK恒星形成星系）相当;具有较高比恒星形成率（sSFR）的三个物体具有更陡峭的CO SLED，这可能表明更集中的恒星形成事件。通过利用CO SLED斜率外推CO（1-0）跃迁的光度，并使用主序星星系的经典转换因子α_CO = 3.8 M_sun（K km s^-1 pc^-2）^-1，我们发现这些星系的气体非常丰富，分子气体分数在60%到80%之间，并且耗尽时间相当长，在0.2 Gyr到1 Gyr之间。最后，我们得到的动力学质量是可比的恒星和气体质量的总和（至少为五个星系中的四个），使我们能够把第一个约束的α_CO参数的主序星星系在一个前所未有的红移。
2020-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star-forming Cloud Complexes in the Central Molecular Zone of NGC 253
本文报道了NGC 253星暴核中分子气体和尘埃的350和230 GHz观测结果，分辨率为20-40 pc（1”-2”）。这些数据包括CO（3-2）、HCN（4-3）、CO（2-1）、13 CO（2 - 1）、C18 O（2-1）以及向中心千秒差距0.87 mm和1.3 mm处的连续谱。星系中央分子带（CMZ）的CO（2-1）尺寸在半最大强度时约为300 pc x 100 pc。五团致密而温暖的气体在CMZ中以角秒的分辨率突出，它们与最近大质量恒星形成的致密射电源有关。它们贡献了中心300 pc的CO排放的三分之一，12 CO峰值亮度温度约为50 K，分子气柱密度约为10^{4} Msun pc^{-2}，气体质量约为10^{7} Msun，体积平均气体密度为n（H2）~ 4000 cm^{-3}，高的HCN/CO比表明致密气体的比例高于周围环境。这表明，这些是大质量恒星形成的出生分子云复合体。在20 pc分辨率下，还将NGC 253的CMZ与银河系在CO（2-1）中的CMZ进行了比较。它们的整体气体分布惊人地相似。这五个分子云复合体看起来类似于银河系中心的Sgr A、Sgr B2、Sgr C和l= 1.3度云。另一方面，NGC 253中的星暴CMZ比它的非星暴表亲具有更高的温度和更高的表面（和可能的体积）密度。
2011-04-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
