A sensitive APEX and ALMA CO(1-0), CO(2-1), CO(3-2), and [CI](1-0) spectral survey of 40 local (U)LIRGs
I. Montoya Arroyave, C. Cicone, E. Makroleivaditi, A. Weiss, A. Lundgren, P. Severgnini, C. De Breuck, B. Baumschlager, A. Schimek, S. Shen, M. Aravena
备注：
Accepted for publication by A&A. 42 pages, 22 figures. Abstract summarised for arXiv submission
我们对40个近邻（超）亮红外星系（(U)LIRGs）开展了CO(1-0)、CO(2-1)、CO(3-2)和[CI](1-0)的高灵敏度谱线巡天，所有样本均有已有的Herschel OH119 μm观测数据。我们使用了APEX望远镜的单碟观测数据（首席研究员项目数据及存档数据），并辅以ALMA和ACA的数据。我们研究了总辐射，并特别关注延展的低面亮度成分。\n我们发现低J CO与[CI]的谱线光度之间存在紧密相关性，表明至少在星系尺度上取平均时，二者的辐射来自相似区域。我们以[CI]作为独立示踪剂，估算出ULIRGs的CO-to-H₂转换因子中位数为1.7±0.5 M☉(K km s⁻¹ pc²)⁻¹。我们推导得到星系积分的CO谱线比值（r₂₁、r₃₁和r₃₂）以及r_CICO的中位数，均显著高于正常恒星形成星系，证实了ULIRGs独特的分子气体性质。\n我们发现r₂₁和r₃₂并不是ULIRGs中CO激发的良好示踪剂，而r₃₁与红外光度L_IR和恒星形成率（SFR）呈正相关，与H₂气体消耗时标τ_dep呈负相关。在研究CO谱线比值随气体运动学的变化时，我们发现r₂₁与速度弥散σ_v之间存在正相关关系，这可以用CO的光深效应解释。我们发现[CI]谱线的线宽比CO谱线窄约10%，这可能表明[CI]的低光深会增加其在弥散、低面亮度外流中的探测难度，也会影响其作为这些成分中CO暗H₂气体示踪剂的应用。最后，我们发现更高的活动星系核光度L_AGN对应更长的τ_dep，这与活动星系核反馈可能降低恒星形成效率的假说一致。
英文摘要：
We present a high sensitivity spectral line survey of CO(1-0), CO(2-1), CO(3-2) and [CI](1-0) in 40 local (ultra) luminous infrared galaxies ((U)LIRGs), all with previous Herschel OH119 $μ$m observations. We use single-dish observations (PI and archival) conducted with APEX, complemented with ALMA and ACA data. We study the total emission and pay special attention to the extended low-surface brightness components. We find a tight correlation between low-J CO and [CI] line luminosities suggesting their emission arise from similar regions, at least when averaged over galactic scales. We estimate a median CO-to-H$_2$ conversion factor of $1.7\pm 0.5$ M$_{\odot}$ (K km s$^{-1}$ pc$^2)^{-1}$ for ULIRGs, using [CI] as an independent tracer. We derive median galaxy-integrated CO line ratios ($r_{21}$, $r_{31}$ and $r_{32}$), as well as $r_{CICO}$, significantly higher than normal star forming galaxies, confirming the exceptional molecular gas properties of ULIRGs. We find that $r_{21}$ and $r_{32}$ are poor tracers of CO excitation in ULIRGs, while $r_{31}$ shows a positive trend with $L_{IR}$ and SFR, and a negative trend with the H$_2$ gas depletion timescales ($τ_{dep}$). When studying CO line ratios as a function of gas kinematics, we find a positive relation between $r_{21}$ and $σ_v$, which can be explained by CO opacity effects. We find that the linewidths of [CI] lines are ~10% narrower than CO lines, which may suggest that the low optical depth of [CI] can challenge its detection in diffuse, low-surface brightness outflows, and so its use as a tracer of CO-dark H$_2$ gas in these components. Finally, we find that higher $L_{AGN}$ are associated to longer $τ_{dep}$, consistent with the hypothesis that AGN feedback may reduce the efficiency of star formation.
ALMA [CI]$^{3}P_{1}-^{3}P_{0}$ observations of NGC6240: a puzzling molecular outflow, and the role of outflows in the global $α_{\rm CO}$ factor of (U)LIRGs
VALES: IV. Exploring the transition of star formation efficiencies between normal and starburst galaxies using APEX/SEPIA Band-5 and ALMA at low redshift
ALMA 0.5 kpc Resolution Spatially Resolved Investigations of Nuclear Dense Molecular Gas Properties in Nearby Ultraluminous Infrared Galaxies Based on HCN and HCO$^{+}$ Three Transition Line Data
Star-forming Clumps in Local Luminous Infrared Galaxies
我们提出了$HST$窄带近红外成像的Pa $α$和Pa $β$发射的48个本地发光红外星系（LIRGs）从大天文台全天LIRG巡天（GOALS）。这些数据使我们能够测量810个空间分辨的恒星形成区域（59个核和751个核外团块）的特性，并将它们的特性与本地和高红移恒星形成星系中的特性进行直接比较。我们发现，在LIRGs中，恒星形成团块的半径范围从$\sim90-900$ pc和恒星形成率（SFR）的$\sim1\times10^{-3}$到10 M $_\odot$ yr $^{-1}$，与核外团块的中值为170 pc和0.03 M $_\odot$ yr $^{-1}$。发现的恒星形成团块是年轻的，恒星年龄中位数为$8.7$ Myrs，恒星质量中位数为$5\times10^{5}$ M $_\odot$。SFR的范围从正常的本地恒星形成星系到$\rm{z}=1-3$的高红移恒星形成星系。LIRG星系团的光度函数比低光度的恒星形成星系有一个更平坦的斜率，这表明发光的恒星形成星系团相对过剩。为了预测恒星形成历史和气体分数的可能范围，我们将恒星形成团块与MassiveFIRE高分辨率宇宙学模拟中测量的团块进行了比较。MassiveFIRE中的恒星形成团块覆盖了与当地LIRG相同的SFR和尺寸范围，并且具有从10%到90%的总气体分数。如果本地LIRGs类似于这些模拟星系，我们预计未来的…
Spatially Resolved Star Formation relations in local LIRGs along the complete merger sequence
Institute of Astrophysics, Foundation for Research and Technology-Hellas (FORTH)（希腊研究与技术基金会天体物理研究所）；Department of Physics, University of Crete（克里特大学物理系）；School of Sciences, European University Cyprus（塞浦路斯欧洲大学理学院）；National Radio Astronomy Observatory（美国国家射电天文台）；Department of Astronomy, University of Virginia（弗吉尼亚大学天文学系）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Joint ALMA Observatory（阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列望远镜联合 observatory）；Instituto de Física Fundamental, CSIC（西班牙国家科学研究委员会基础物理研究所）；Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN)-Observatorio de Madrid（马德里国家天文台）；Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）
APEX-SEPIA660 Early Science: Gas at densities above $10^7$ cm$^{-3}$ towards OMC-1
上下文在年轻的大质量星团中发现的恒星形成率和恒星密度表明，这些恒星系统起源于密度为n（H $_2$）$>10^7$ cm $^{-3}$的气体。然而，直到今天，这种超高密度材料的物理特性在很大程度上仍然不受观测的限制。目标。我们研究了猎户座星云团（ONC）附近OMC-1区域恒星形成气体的密度特性。方法.作为APEX-SEPIA 660早期科学的一部分，我们绘制了OMC-1中652 GHz的分子发射。结果我们在整个OMC-1区探测到明亮的扩展N $_2$ H $^+$（J=7-6）谱线发射。与以前的（J=1-0）跃迁和辐射转移模型的ALMA数据的比较表明，在这条N $_2$ H $^+$（7-6）线中观察到的线强度是由密度为n（H $_2$）$>10^7$ cm $^{-3}$的大质量气体库产生的。结论.这条N $_2$ H $^+$（7-6）线在秒差距尺度上的首次探测，证明了像ONC这样的年轻大质量星团中恒星形成气体的极端密度条件。我们的研究结果突出了新型SEPIA 660接收器的灵敏度和映射能力的独特组合，用于研究高频下的ISM特性。
High-resolution APEX/LAsMA $^{12}$CO and $^{13}$CO (3-2) observation of the G333 giant molecular cloud complex : I. Evidence for gravitational acceleration in hub-filament systems
Extremely Red Submillimeter Galaxies: New z>~4-6 Candidates Discovered using ALMA and Jansky VLA
We present the detailed characterization of two extremely red submillimeter galaxies (SMGs), ASXDF1100.053.1 and 231.1, with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) and the Jansky Very Large Array (VLA). These SMGs were selected originally using AzTEC at 1100 micron, and are observed by Herschel to be faint at 100--500 micron. Their (sub)millimeter colors are as red as -- or redder -- than known z>~5 SMGs; indeed, ASXDF1100.053.1 is redder than HFLS 3, which lies at z=6.3. They are also faint and red in the near-/mid-infrared: ~1 microJy at IRAC 4.5 micron and <0.2 microJy in t…
A multi-scale view of molecular gas and magnetic fields in the Antennae galaxies
Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo（奥斯陆大学理论天体物理研究所）；University of South Carolina（南卡罗来纳大学）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，法国国家空间研究中心，拉姆实验室）
Inefficient jet-induced star formation in Centaurus A: High resolution ALMA observations of the northern filaments
NGC 5128是研究本宇宙活动星系核反馈的最佳目标之一。在距离银河系13.5千秒差距处，最近恒星形成的光学细丝沿着射电喷流方向排列。它是一个正反馈（喷流诱导恒星形成）的试验台区域。APEX显示，在恒星形成区，但也在没有检测到恒星形成的示踪剂的地区有强烈的CO排放。当被观察到时，恒星的形成与肯尼卡特-施密特关系相比似乎是低效的。我们用ALMA方法在1.3”~ 23.8pc分辨率下绘制了12 CO（1-0）发射图。CO辐射呈团块状，分布在两个主要结构中：（i）HI云外的马蹄形复合体，那里的气体主要被激波激发，没有观察到恒星形成;（ii）HI壳边缘的垂直暗条，这是一个中等恒星形成的区域。我们识别出了140个分子云。一项统计研究表明，它们具有与银河系内部非常相似的物理特性。然而，目前的观测所能得到的半径范围并不能用来研究云是否遵循拉森关系。云的维里参数很大，表明重力并不占主导地位。最后，在暗条中注入的总能量与银河系内部的能量是相同的。在细丝中检测到的强CO发射表明，由射流注入的能量在致密分子气体的形成中起积极作用。相对较高的分子云维里参数表明，注入的动能太强，恒星形成效率不高。这是特别是在马蹄复杂的维里参数是最大的情况下，检测到强CO没有相关的恒星形成。这是AGN正反馈低效的第一个证据。
Sulphur-rich cold gas around the hot core precursor G328.2551-0.5321. An APEX unbiased spectral survey of the 2 mm, 1.2 mm, and 0.8 mm atmospheric windows
The ALMA-QUARKS Survey: Discovery of Superfine Dusty Fibrils inside Massive Star-forming Clumps
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Taiyuan Normal University（太原师范学院）
Kinematics of the ionized and molecular gas in nearby luminous infrared interacting galaxies
我们观测了三个相互作用的亮红外星系系统（LIRGS），其中H星系$α$是Fabry-Perot系统（GH $α$ FaS）安装在Roque de los Muchachos天文台的4.2米威廉赫歇尔望远镜上，并将观测结果与阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）相结合，观测这些系统的CO排放，比较恒星形成区和分子气体云的物理性质，特别是恒星形成区的内部运动学。我们在H $α$发射数据立方体中识别了88个恒星形成区，在CO发射数据立方体中识别了27个分子云复合体。在这些系统中的恒星形成率和分子气体的表面密度显着高于在非相互作用的星系和银河系，并接近恒星形成率和分子气体的极端恒星形成星系在高红移的表面密度。速度弥散的大值也表明了气体表面密度的增强。HII区位于${\rm{SFR}}-σ_v$包膜上，因此也处于维里平衡。由于维里参数随着恒星形成速率和分子气体的表面密度而减小，我们认为这里呈现的云是重力主导的，而不是与外部压力平衡的。
