Cloud-scale gas properties, depletion times, and star formation efficiency per free-fall time in PHANGS--ALMA
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Universiteit Gent（根特大学）；Lund University（隆德大学）；Academia Sinica（中央研究院）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Zürich（苏黎世大学）；Universität Heidelberg（海德堡大学）；University of Michigan（密歇根大学）；CNRS, IRAP（法国国家科学研究中心/天体物理研究所）
Adam K. Leroy, Jiayi Sun, Sharon Meidt, Oscar Agertz, I-Da Chiang, Jindra Gensior, Simon C. O. Glover, Oleg Y. Gnedin, Annie Hughes, Eva Schinnerer, Ashley T. B… 展开作者
Adam K. Leroy, Jiayi Sun, Sharon Meidt, Oscar Agertz, I-Da Chiang, Jindra Gensior, Simon C. O. Glover, Oleg Y. Gnedin, Annie Hughes, Eva Schinnerer, Ashley T. Barnes, Frank Bigiel, Alberto D. Bolatto, Dario Colombo, Jakob den Brok, Melanie Chevance, Ryan Chown, Cosima Eibensteiner, Damian R. Gleis, Kathryn Grasha, Jonathan D. Henshaw, Ralf S. Klessen, Eric W. Koch, Elias K. Oakes, Hsi-An Pan, Miguel Querejeta, Erik Rosolowsky, Toshiki Saito, Karin Sandstrom, Sumit K. Sarbadhicary, Yu-Hsuan Teng, Antonio Usero, Dyas Utomo, Thomas G. Williams
We compare measurements of star formation efficiency to cloud-scale gas properties across PHANGS-ALMA. Dividing 67 galaxies into 1.5 kpc scale regions, we calculate the molecular gas depletion time, tau_dep= Sigma_mol/Sigma_SFR, and the star formation efficiency per free-fall time, eff=tau_ff/tau_dep, for each region. Then we test how tau_dep and eff vary as functions of the regional mass-weighted mean molecular gas properties on cloud scales (60-150pc): gas surface density, <Sigma_mol^cloud>, velocity dispersion, <sigma_mol^cloud>, virial parameter, <alpha_vir^cloud>, and gravitational free-fall time, <tau_ff^cloud>. <tau_ff^cloud> and tau_dep correlate positively, consistent with the expectation that gas density plays a key role in setting the rate of star formation. Our fiducial measurements suggest tau_dep \propto <tau_ff^cloud>^0.5 and eff \approx 0.39%, though the exact numbers depend on the adopted fitting methods. We also observe anti-correlations between tau_dep and <Sigma_mol^cloud> and between tau_dep^mol and <sigma_mol^cloud> . All three correlations may reflect the same underlying link between density and star formation efficiency combined with systematic variations in the degree to which self-gravity binds molecular gas in galaxies. We highlight the tau_dep-<sigma_mol^cloud> relation because of the lower degree of correlation between the axes. Contrary to theoretical expectations, we observe an anti-correlation between tau_dep^mol and <alpha_vir^cloud> and no significant correlation between eff and <alpha_vir^cloud>. Our results depend sensitively on the adopted CO-to-H2 conversion factor, with corrections for excitation and emissivity effects in inner galaxies playing an important role. We emphasize that our simple methodology and clean selection allow easy comparison to numerical simulations and highlight this as a logical next direction.
The Milky Way Joins the Extragalactic World: I. PHANGS
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；INAF-IAPS（意大利国家天体物理研究所空间天文与物理学中心）；INAF, Sezione di Lecce（意大利国家天体物理研究所莱切分部）；University of Kentucky（肯塔基大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Max Planck Institute for Radio Astronomy（马克斯·普朗克射电天文研究所）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
The Structure of Molecular Gas in PHANGS-ALMA Galaxies: Cloud Spacing, Two-Point Correlation and Stacked Intensity Profiles
Universität Bonn（波恩大学）；Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn（波恩大学阿尔加德天体物理研究所）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Center for Cosmology and Astroparticle Physics（宇宙学与基本粒子物理中心）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）；Université de Toulouse（图卢兹大学）；IRAP（天体物理学研究研究所）；Princeton University（普林斯顿大学）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）
Highly turbulent gas on GMC-scales in NGC 3256, the nearest luminous infrared galaxy
我们提出了迄今为止获得的NGC 3256的最高分辨率CO（2-1）观测（0.25”），并利用它们来确定这次合并中心6 kpc的分子星际介质的详细性质。物理量的分布报告从像素的测量在55和120 pc的规模，并比较盘星系观察PHANGS ALMA。质量表面密度范围从8到5500 M $_{\odot}$ pc $^{-2}$和速度分散从10到200 km s $^{-1}$。测量到的最高亮度温度高达37 K，表明NGC 3256中的气体可能比PHANGS-ALMA测量的附近盘星系中的所有区域都要热。在相同尺度下，亮温甚至超过了NGC 4038/9重叠区的亮温。大多数气体似乎是未结合的，中值维里参数为7至19，尽管外部压力可能会结合一些气体。高的内部湍流压力为10 $^{5}$至10 $^{10}$ K cm $^{-3}$被发现。鉴于缺乏显着的趋势，表面密度，亮度温度和速度色散与物理标度，我们认为分子气体是由一个光滑的介质下降到55 pc的规模，不像更结构化的介质中发现的PHANGS-ALMA盘星系。
The PHANGS-Hα survey. Ground-based narrow-band imaging of nearby star-forming galaxies
Universidad de Chile（智利大学）；Carnegie Institution for Science（卡内基科学机构）；University of Western Australia（西澳大利亚大学）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Tamkang University（淡江大学）；INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）；Universität Heidelberg（海德堡大学）
PHANGS-JWST: the largest extragalactic molecular cloud catalog traced by polycyclic aromatic hydrocarbon emission
University of Bonn（波恩大学）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Center for Cosmology and Astroparticle Physics（宇宙学与基本粒子物理中心）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）；University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）；Cardiff University（卡迪夫大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Universität zu Köln（科隆大学）；Universiteit Gent（根特大学）
Localized Deviations from the CO-PAH Relation in PHANGS-JWST Galaxies: Faint PAH Emission or Elevated CO Emissivity?
Kavli Institute for Particle Astrophysics & Cosmology (KIPAC), Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）；Department of Astronomy, The Ohio State University（俄亥俄州立大学天文学系）；Center for Cosmology and Astroparticle Physics (CCAPP)（宇宙学与高能物理中心）；Department of Astronomy & Astrophysics, University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校天文与天体物理系）；Sterrenkundig Observatorium, Universiteit Gent（根特大学天文台）；Department of Astronomy, University of Maryland（马里兰大学天文学系）；Observatorio Astronómico Nacional (IGN)（国家天文台（西班牙国家地理研究所））；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）
The PHANGS-AstroSat Atlas of Nearby Star Forming Galaxies
University of Alberta（阿尔伯塔大学）；Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）；University of Calgary（卡尔加里大学）；The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Max Planck Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文研究所）；INAF — Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn（波恩大学阿尔兰德天体物理研究所）；Instituto de Alta Investigación, Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学高级研究院）
ALMA FACTS III. High-Resolution CO(2-1)/CO(1-0) Maps of Twelve Nearby Galaxies
Stony Brook University（石溪大学）；Institute of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科天文学研究所）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Joint ALMA Observatory（ALMA联合观测站）；Division of Liberal Arts, Kogakuin University（工学院大学教养学部）；Research Center for Physics and Mathematics, Osaka Electro-Communication University（大阪电通大学理数研究中心）
Quantifying the decline in CO(2-1) intensity around PHANGS-HST star clusters: Constraints on molecular gas dispersal, stellar feedback, and cluster formation efficiency
Universität Bonn（波恩大学）；University of Cologne（科隆大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Wyoming（怀俄明大学）；Université de Toulouse（图卢兹大学）
The ALMaQUEST Survey: VI. The molecular gas main sequence of `retired' regions in galaxies
为了研究气体在kpc尺度上恒星形成消亡中的作用，我们将恒星形成区的分子气体主序列（rMGMS：Sigma_* vs Sigma_H2）与停止形成新恒星的“退休”区域的序列进行了比较。使用数据从ALMaQUEST调查，我们发现，退休的spaxels形成一个rMGMS，这是不同的恒星形成spaxels，偏移到较低的Sigma_H2在固定的Sigma_* 的一个因素~5。我们研究的rMGMS的恒星形成和退休的spaxels星系的基础上，由8个单独的ALMaQUEST星系。其中六个星系的退休spaxels集中在中央的几kpc。在我们的样本中，在八个星系中40-100%的退休spaxels中检测到分子气体。恒星形成和退休的rMGMS都显示出从星系到星系的归一化的多样性。然而，在任何给定的星系中，退休区域的rMGMS被发现与恒星形成序列不同，退休螺旋体的气体分数比恒星形成螺旋体低一个数量级。我们的结论是，淬火是与耗尽（但不是不存在）的分子气体通过一种机制，通常开始在星系的中心。
Molecular Cloud Populations in the Context of Their Host Galaxy Environments: A Multiwavelength Perspective
我们提出了一个丰富的，多波长，多尺度的数据库，围绕PHANGS-ALMA CO $\,$（2-1）调查和辅助数据。我们使用这个数据库来呈现80个PHANGS星系中分子云种群和亚星系环境的分布，以表征种群平均云特性和宿主星系特性之间的关系，并评估与分子云演化和恒星形成相关的关键时间尺度。我们发现，PHANGS探测范围广泛的千分之一秒尺度的气体，恒星和恒星形成率（SFR）的表面密度，以及轨道速度和剪切。在每个光圈的人口平均云的属性强烈相关的本地环境属性和宿主星系的全球属性。利用一个变量选择分析，我们发现，kpc尺度的表面密度的分子气体和SFR往往具有最大的预测能力的人口平均云的属性。一旦它们的变化得到控制，星系的整体属性几乎不包含额外的信息，这意味着星系间云种群的明显变化可能是由kpc尺度的环境条件介导的。我们进一步估计一套重要的时间尺度从我们的多波长测量。云尺度的自由落体时间和湍流穿越时间为${\sim}5{-}20$百万年，与以前的云寿命估计相当。轨道运动、切变和云-云碰撞的时间尺度更长，${\sim}100$ Myr。分子气体耗尽时间为$1{-}3$ Gyr，与我们数据中的其他时间尺度相关性很弱或没有相关性。我们在线公布了我们的测量结果，并期望它们对未来的分子云和恒星形成研究具有广泛的实用性。
Gas Fraction and Depletion Time Drive the Main-Sequence Scatter in Massive Galaxies at $z\sim1.5$
National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU, WPI), UTIAS, Tokyo Institutes for Advanced Study, University of Tokyo（东京大学宇宙物质前沿研究联盟（UTIAS）科维理宇宙物理学与数学研究所（Kavli IPMU, WPI））；Department of Astronomy, School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学部天文学系）；Center for Astrophysical Sciences, Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学物理与天文学系天体物理学中心）；School of Physics and Astronomy, University of Southampton（南安普顿大学物理与天文学院）
利用 ALMA 观测 57 个大质量恒星形成星系，结合多波段数据推导分子气体质量，发现主序星散主要由气体含量和耗尽时间的变化共同驱动，且恒星形成效率存在额外本征散。
