利用 JWST、ALMA 和 VLA 研究本星系群矮星系 NGC 6822 与 WLM 中多环芳烃、小尘埃颗粒、H₂ 和 HI 之间的关系
Relationships between PAHs, Small Dust Grains, H$_2$, and HI in Local Group Dwarf Galaxies NGC 6822 and WLM Using JWST, ALMA, and the VLA
AI总结：
利用 JWST、ALMA 和 VLA 多波段观测，研究低金属丰度矮星系 NGC 6822 与 WLM 中 PAH、小尘埃颗粒、CO 和 HI 的关系，发现其红外示踪与总气体比值及 PAH 相对丰度受抑制，并可由尘埃与气体质量比降低解释。
摘要：
我们展示了分辨率达 0.7–3.3 pc 的中红外 JWST 图像，覆盖 7.7 μm（F770W）和 21 μm（F2100W）波段，观测对象为两个距离最近的恒星形成低金属丰度矮星系 NGC 6822 和 Wolf-Lundmark-Melotte（WLM）的主要恒星形成区。NGC 6822 的图像揭示了丝状结构、边缘增亮的气泡、弥散发射以及大量点源。相比之下，WLM 中的大部分中红外发射呈点状，只有少量延展发射。与太阳金属丰度星系相比，在这两个低金属丰度矮星系中，示踪多环芳烃（PAHs）的 7.7 μm 强度（I_ν^{F770W}）与示踪小型温热尘埃颗粒发射的 21 μm 强度（I_ν^{F2100W}）之比受到抑制。利用 ALMA CO(2-1) 观测，我们发现在约 2 pc 分辨率下，矮星系中探测到的 CO 强度与 I_ν^{F770W} 的关系与太阳金属丰度星系在较低分辨率下得到的关系相似，而矮星系中 CO 与 I_ν^{F2100W} 的关系则显著低于太阳金属丰度星系在较低分辨率下导出的关系，表明在低金属丰度环境中 CO 分子受到更显著的破坏。最后，加入本星系群 L 波段巡天 VLA 21 cm HI 观测后，我们发现与太阳金属丰度星系相比，NGC 6822 和 WLM 中 I_ν^{F2100W} 和 I_ν^{F770W} 与总气体之比受到抑制。与尘埃模型一致，抑制程度似乎至少部分可由这些矮星系中星系平均的尘埃-气体质量比和 PAH-尘埃质量比的降低来解释。剩余差异可能源于尘埃模型参数的空间变化，这应成为未来在本星系群矮星系中开展研究的一个令人兴奋的方向。
英文摘要：
We present 0.7-3.3 pc resolution mid-infrared (MIR) JWST images at 7.7 $μ$m (F770W) and 21 $μ$m (F2100W) covering the main star-forming regions of two of the closest star-forming low-metallicity dwarf galaxies, NGC6822 and Wolf-Lundmark-Melotte (WLM). The images of NGC6822 reveal filaments, edge-brightened bubbles, diffuse emission, and a plethora of point sources. By contrast, most of the MIR emission in WLM is point-like, with a small amount of extended emission. Compared to solar metallicity galaxies, the ratio of 7.7 $μ$m intensity ($I_ν^{F770W}$), tracing polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), to 21 $μ$m intensity ($I_ν^{F2100W}$), tracing small, warm dust grain emission, is suppressed in these low-metallicity dwarfs. Using ALMA CO(2-1) observations, we find that detected CO intensity versus $I_ν^{F770W}$ at ~2 pc resolution in dwarfs follows a similar relationship to that at solar metallicity and lower resolution, while the CO versus $I_ν^{F2100W}$ relationship in dwarfs lies significantly below that derived from solar metallicity galaxies at lower resolution, suggesting more pronounced destruction of CO molecules at low metallicity. Finally, adding in Local Group L-Band Survey VLA 21 cm HI observations, we find that $I_ν^{F2100W}$ and $I_ν^{F770W}$ vs. total gas ratios are suppressed in NGC6822 and WLM compared to solar metallicity galaxies. In agreement with dust models, the level of suppression appears to be at least partly accounted for by the reduced galaxy-averaged dust-to-gas and PAH-to-dust mass ratios in the dwarfs. Remaining differences are likely due to spatial variations in dust model parameters, which should be an exciting direction for future work in local dwarf galaxies.
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