) and molecular gas surface density () at sub-kpc scale in the elliptical galaxy Centaurus A (also known as NGC 5128) at the distance 3.8 Mpc. 12CO ( = 2-1) data from Atacama Large Millimetre/Sub-Millimetre Array SV data with very high resolution (2.9′′, 0.84′′), as well as 24 μm data from the Spitzer Space Telescope, were used. This is one of the first studies of the SF law on Centaurus A at this very high spatial resolution. The results showed a breakdown in star formation law with a index relating and at 185 pc. A significant correlation exists between surface densities of molecular gas and SFR with very long depletion time (68 Gy). In addition we examined the spatially resolved relationship between velocity dispersion and star formation rate surface density for the outer disk of this galaxy and we found that the average velocity dispersion is equal to 11.78 km/s. The velocity dispersion of the molecular ISM for the outer disk is found to follow a power relation with the star formation rate surface density , where β is the slope from the ordinary least square fitting. The value of β is about and is the power law index of the star formation law. "> 椭圆星系的恒星形成法律Sub-kpc规模半人马座A被阿尔玛 - raybet雷竞app,雷竞技官网下载,雷电竞下载苹果
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天文学的发展
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天文学的发展/2017年/文章

研究文章|开放获取

体积 2017年 |文章的ID 8416945 | https://doi.org/10.1155/2017/8416945

Jazeel h . Azeez Zamri z Abidin彭译葶。黄,Zainol易卜拉欣, ”椭圆星系的恒星形成法律Sub-kpc规模半人马座A被阿尔玛”,天文学的发展, 卷。2017年, 文章的ID8416945, 8 页面, 2017年。 https://doi.org/10.1155/2017/8416945

椭圆星系的恒星形成法律Sub-kpc规模半人马座A被阿尔玛

Jazeel h . Azeez,1,2 Zamri z Abidin,1 彭译葶。黄,3 和 Zainol a·易卜拉欣1

1马来亚大学理学院物理系,50603年吉隆坡,马来西亚

2理学院物理系,AL-Nahrain大学,10072年巴格达,伊拉克

3天文研究所,国立中央大学,中坜32054年,台湾

学术编辑器:迪恩·海恩斯
收到了 2017年1月28日
接受 2017年4月19日
发表 2017年6月13日

文摘

我们提供了一个广泛的分析恒星形成率表面密度之间的关系( )和分子气体表面密度( )在椭圆星系半人马座A sub-kpc规模(也称为NGC 5128) Mpc 3.8的距离。12有限公司( = 2:1)数据从阿塔卡马大毫米/ SV Sub-Millimetre数组数据和高分辨率(2.9′′,0.84′′),以及24μ米斯皮策太空望远镜的数据,使用。这是第一个研究科幻法律的半人马座A在这很高的空间分辨率。结果显示一个故障在恒星形成法律 相关的指标 和 185电脑。表面密度之间存在显著相关性的分子气体和SFR非常消耗时间长(68 Gy)。此外,我们检查了空间解决速度色散和恒星形成率之间的关系的外部磁盘表面密度这个星系,我们发现平均速度色散= 11.78公里/秒。分子的速度色散ISM的外部磁盘发现遵循权力关系与恒星形成率表面密度 ,在那里β从普通最小平方拟合斜率。的价值β是关于 和 是恒星形成的幂律指数法。

1。介绍

椭圆星系的目前的挑战是解决其形成和演化历史。椭圆星系目前已知包含一个星际介质(ISM)不同,在螺旋星系(1]。观察以前检测到冷的气体、尘埃,甚至新/残留在椭圆星系恒星形成2- - - - - -5]。众所周知,恒星是由分子气体,所以研究星系中的气体分子提供了重要的迹象在星系的巨大的恒星形成的主要物理过程(6]。早型星系的分子气体等许多作者研究[7- - - - - -10]。

理解恒星形成的星系,恒星形成率表面密度之间的关系 和天然气的表面密度 必须确定。施密特(11)提出一个幂律,提出了一种关联 和 : 。Kennicutt Jr。12,13]证明了施密特法律与气体密度在许多数量级和恒星形成密度与指数幂律关系决定的 。这种关系通常被称为Kennicutt-Schmidt(钴)。最近的研究钴法研究了指数sub-kpc尺度(14- - - - - -17),关闭从恒星形成的内在尺度,即巨大的分子云大小(gmc) [6]。Kennicutt &埃文斯(18)回顾了关系整个星系的恒星形成不同规模的单个分子云;sub-kiloparsec规模他们公认的两个政权,与低密度阈下的政权的第一和第二个高密度政权。他们发现SFR密度和气体密度与关联的第二政权,虽然它是第一个不相关的。描述和解释恒星形成过程的理论研究了在这两个政权麦基& Ostriker [19]。

最有趣的一个附近的星系NGC 5128(半人马座A)(见[20.),审查岑的属性),最近的,最容易观察到的巨型椭圆星系21]。这是占主导地位的对象在半人马座A组(22),位于距离3.8 Mpc (23- - - - - -25]。这个距离(1′′是大约18.5 pc)提供了一个独特的机会来研究分子气体在不同寻常的细节。NGC 5128显示了相当明确的尘埃带,可能是由于并购活动在过去(见[26,27])。分子的星际介质的尘埃被广泛研究[28- - - - - -36]。此外,由于它是一种强大的电台和远红外线和x射线,它一直在详细调查的一部分,可见光谱(37]。显示磁盘包含公司映射 分子气体(29日]。

罕见的研究覆盖了钴法在半人马座sub-kpc规模已报告。如何SFR和H2表面密度之间的关系sub-kpc空间分辨率的椭圆星系?为了解决这个问题,我们决定 在中央区域的椭圆星系半人马座A采用高空间分辨率(185)。

2。数据

观察半人马座A的12有限公司( = 2)发射谱线进行从8月11日,2011年,在19:19 (UTC) 8月12日,2011年,在01:00 (UTC)通过使用马赛克48指向总积分时间~ 341.5分钟。这些公共数据可用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)科学门户网站(https://almascience.nrao.edu/alma-data/science-verification)。观测进行了带6(~ 1.3毫米)。四个光谱使用windows,每个1.88 GHz的带宽,256个频道,独特的极化。2.66数据的均方根mJy光谱分辨率的20公里−1。观察参数表中列出1。数据减少,使用常见的天文学和图像处理软件应用程序包(CASA)。可见性的连续首次减去域。使用干净的图像处理算法和一个健壮的= 0.5加权(Briggs权重)的可见性。公司数据被可怕地到20公里的频道−1宽。中描述的程序脚本可以在阿尔玛科学门户网站(https://almascience.nrao.edu/almadata/sciver/CenABand6/)。
参数 价值
目标 半人马座A(希纳,NGC 5128)
观察日期 2011年8月11日,12
总积分时间 ~ 341.5分钟
场中心:
R.A. (J2000年)
12月(J2000年) −43°01 08.8′′′
数量的天线 15
系统速度 542±7公里−1
其他频率 230 GHz
恢复梁 (主要、次要、公共广播)
(2.9′′0.84′′,82.65°)
总带宽 1.88 GHz
总渠道 256年
速度解决 20公里的年代−1
集成的通量密度 享有6328.09公里的年代−1
红移( ) 0.00183
表1
阿尔玛观测参数。

估计量的恒星形成被灰尘,我们使用24μ米斯皮策太空望远镜获得的数据(MIPS)。从公共档案馆(获得数据http://sha.ipac.caltech.edu/applications/Spitzer/SHA/)。决议元素(梁尺寸)的MIPS乐队~ 6′′,像素大小为2.55′′。24μm数据~ 5′平方的视野。

3所示。结果与讨论

3.1。公司地图和发射线分布

的地图综合发射谱线的强度和速度色散12有限公司( = 2 - 1)所示的数字1和2。我们可以看到从图1分布可分为三个区域:一个中心发射区域和两个地区(东北,东北,西南,西南,一个中心的两侧)形成一个s形。东北地区以一个弧线形状,延伸到中部地区,而西南地区需要一个半弧的形状,时间跨度从中部地区和变得模糊径向向外。很明显,东北地区是西南地区比,因为后者是贫穷。这两个地区也已被乏味的et al。38],他半人马座a观察电离气体,结果显示HII区域嵌入在广泛的微弱的组成部分电离气体,局限于一个信封磁滞回线的形式。从相同的图是注意到公司集中分布见顶,这也是大多数Sc螺旋星系中观察到(39,40]。


图1
阿尔玛12有限公司( = 2)整体强度的图像半人马座A (NGC 5128)。

图2
阿尔玛12有限公司( = 2)速度色散的图像半人马座A (NGC 5128)。
3.2。分子气体质量和表面密度

分子气体的质量计算的12有限公司(2 - 1)发射谱线作为氢分子示踪气体使用以下公式:

我们采用有限公司(2 - 1)/(1 - 0)线比( )0.5541]。氢分子质量一直在计算区域的直径(~ 1.5 kpc) ~ 2×108 采用距离 = 3.8 Mpc。通过比较单盘的数据(28]1×10的价值9 (与 = 7 Mpc), 33%的差异是发现通过使用相同的距离。这种差异是由于缺少变化,因为这些数据不包含短间距信息(ACA和单盘),此外,相对较短的观测时间和数据校正的高不确定性所提到的一道菜,也可以参与增加丢失的通量。在目前的研究中,中部地区的半人马座A分为许多盒子每一个角分辨率10′′×10′′。角线性范围是1′′= 18.5;因此,这些箱子对应185 pc×185规模。在每个箱子的分子气体质量表面密度计算使用转换因子 = 2×1020.厘米−2(K公里年代−1)−1(42,43]。每个地区的分子气体质量和表面密度表中列出2,这表明一些地区有大量的分子气体质量(1 - 14×106 )这表明几个GMC协会位于(44]。
盒子 SFR
(司法院公里年代−1) ×106 ( 个人电脑−2) ( 年−1)×10−5 ( 年−1kpc−2)×10−3
1 14.82 0.76 22.29 2.57 0.75
2 16.47 0.85 24.77 2.76 0.81
3 10.81 0.56 16.25 2.29 0.67
4 14.43 0.74 21.70 2.07 0.60
5 9.22 0.47 13.86 2.03 0.59
6 26.91 1.38 40.46 3.59 1.05
7 74.44 3.83 111.93 4.18 1.22
8 25.01 1.29 37.61 3.64 1.06
9 19.79 1.02 29.75 2.54 0.74
10 16.87 0.87 25.37 2.24 0.65
11 22.13 1.14 33.27 2.48 0.72
12 68.81 3.54 103.46 4.63 1.35
13 77.83 4.01 117.03 5.42 1.58
14 38.03 1.96 57.18 4.22 1.23
15 25.97 1.34 39.05 2.73 0.80
16 27.73 1.43 41.69 2.61 0.76
17 66.21 3.41 99.55 3.85 1.12
18 97.44 5.01 146.50 5.63 1.64
19 91.71 4.72 137.89 4.91 1.43
20. 31.03 1.60 46.66 2.93 0.85
21 40.32 2.08 60.63 3.40 0.99
22 145.17 7.47 218.27 5.88 1.72
23 202.96 10.44 305.17 6.81 1.99
24 64.85 3.34 97.50 3.25 0.95
25 22.44 1.15 33.74 2.38 0.69
26 38.45 1.98 57.81 2.73 0.80
27 174.01 8.95 261.64 5.01 1.46
28 110.14 5.67 165.60 4.92 1.44
29日 76.56 3.94 115.11 3.93 1.15
30. 71.07 3.66 106.86 2.56 0.75
31日 36.16 1.86 54.37 2.58 0.75
32 170.50 8.77 256.36 4.91 1.44
33 64.95 3.34 97.65 4.72 1.38
34 59.27 3.05 89.12 6.75 1.97
35 38.24 1.97 57.50 3.14 0.92
36 118.58 6.10 178.29 3.52 1.03
37 113.87 5.86 171.21 5.16 1.51
38 86.84 4.47 130.57 9.61 2.81
39 73.34 3.77 110.27 8.03 2.35
40 32.85 1.69 49.39 2.79 0.82
41 15.31 0.79 23.02 2.60 0.76
42 60.13 3.09 90.40 3.45 1.01
43 290.90 14.97 437.38 10.97 3.20
44 178.02 9.16 267.67 67.35 19.68
45 79.69 4.10 119.82 6.51 1.90
46 40.40 2.08 60.74 2.85 0.83
47 40.85 2.10 61.42 3.47 1.01
48 90.88 4.68 136.64 10.99 3.21
49 228.49 11.76 343.54 7.74 2.26
50 45.07 2.32 67.77 4.79 1.40
51 22.76 1.17 34.23 2.54 0.74
52 74.14 3.82 111.47 5.67 1.66
53 147.76 7.60 222.17 6.43 1.88
54 27.92 1.44 41.98 3.46 1.01
55 36.12 1.86 54.31 4.08 1.19
56 182.48 9.39 274.37 5.63 1.64
57 49.71 2.56 74.74 3.54 1.04
58 92.37 4.75 138.89 4.67 1.37
59 103.44 5.32 155.53 5.84 1.71
60 47.43 2.44 71.32 4.17 1.22
61年 19.06 0.98 28.66 2.84 0.83
62年 50.73 2.61 76.28 4.29 1.25
63年 115.24 5.93 173.27 5.95 1.74
64年 65.64 3.38 98.69 5.83 1.70
65年 36.63 1.88 55.08 3.57 1.04
66年 14.23 0.73 21.39 2.54 0.74
67年 53.09 2.73 79.82 4.12 1.20
68年 85.09 4.38 127.93 5.41 1.58
69年 95.66 4.92 143.84 6.73 1.97
70年 28.83 1.48 43.35 3.74 1.09
71年 30.92 1.59 46.49 2.74 0.80
72年 37.06 1.91 55.73 3.73 1.09
73年 58.65 3.02 88.18 4.30 1.26
74年 24.50 1.26 36.83 3.17 0.93
75年 16.90 0.87 25.40 2.04 0.60
76年 20.26 1.04 30.45 2.32 0.68
请注意。专栏1:地区名称。列2:强度12有限公司( = 2)排放。列3:分子气体质量。列4:表面密度的氢分子质量。列5:恒星形成率。列6:恒星形成率表面密度。
表2
公司强度、分子气体密度和质量,恒星形成率,表面密度和恒星形成率。空间分辨率为185 pc×185电脑。
3.3。恒星形成率表面密度和恒星形成法律

红外数据作为恒星形成示踪剂。斯皮策太空望远镜的红外数据得到。估计量的恒星形成被灰尘,我们使用24μm数据从公共档案馆获得了MIPS的乐器。根据Helou [45籍)和et al。29日的半人马座A卷像颜色;然而,它的影响在我们的数据疲软是由于两个原因;第一个是使用波长是24μm。Bendo et al。46]概述了辅助24,70和160年μ米多波段成像光度计斯皮策的数据(MIPS)样本附近的星系(包括半人马座A)。在他们的研究,他们得出结论,卷云像颜色在半人马座A和其他星系只是有效波长70年和160年μ在24 m和它的效果不是影响力μ籍m。第二个原因,et al。29日]的结论,是卷云发射由于冷尘埃在较大的空间范围比分子的磁盘。在当前我们只专注于分子磁盘数据。因此,磁盘外的卷云发射对观察到的排放没有影响,因此在恒星的形成。

吴et al。47)表明,SFR可以估计24μm光度使用以下公式: 在哪里 是24μm尘埃光度。档案24μm MIPS的数据显示有很弱的恒星形成(多10−5-10年−4 年−1)。这个星系的总SFR 3.89×10−3 年−1被发现低于之前的预期。SFR和分子气体表面密度之间的关系被称为恒星形成法律或为NGC 5128 (Kennicutt-Schmidt法律)画的空间分辨率10′′×10′′如图3。恒星形成率表面密度的派生值在这个空间分辨率如表所示2。12有限公司( = 2:1)被用作分子气体密度指标。所有数据点的盒子在这个空间分辨率组合适合一行在对数空间使用普通最小平方拟合(实线在图3)。我们发现了一个高概率显著相关,相关系数0.75 = 100%。的幂律指数 - - - - - - 椭圆星系NGC 5128数据的关系 。此值明显低于典型的幂律指数的钴。在银河系中,年轻的星团已知的速度远离父母10公里−1(48]。随着他们的发展,他们远离父母gmc的规模100 pc / 10最高产量研究的时期。100的漂移规模接近我们的规模185 pc。这一结果表明,传统的钴法律在这个椭圆星系拥有超过200个人电脑;因此,空间分辨率低于这个值时,钴法律这个星系可能是无效的。所提出的Calzetti et al。49]在这种规模低于500 pc,抽样效果更明显比他们更大的尺度。需要更彻底的研究来找出抽样效应和尺度的影响,尤其是对高空间分辨率(小区域大小)。除了拟合方法显示的类型影响恒星形成法律的结果所证明的压力等。50),所以它会更值得尝试不同的拟合方法在高空间分辨率。我们还比较了公司质量与SFR估计为了测量恒星的形成效率(消耗时间)。使用转换因子 = 2×1020.厘米−2(K公里年代−1)−1导致长时间消耗(68 Gyr),这表明这个星系的恒星形成是低效的。很明显,这个星系的分子气体的消耗时间比哈勃时间长。这意味着形成恒星的效率非常低。效率也可能依赖于压力和恒星的表面密度(例如,51),平均低这个星系。坚实的红色三角形图3代表核的半人马座a .很明显,此时分子气体显然是抵消的KS法律,认为这主要是受到AGN活动而不是恒星形成(17]。这意味着这一点是由动能注入AGN的飞机/风,导致分子气藏不是恒星形成有效52]。


图3
氢分子的表面密度之间的关系 和恒星形成率的表面密度 。实线代表线性平方拟合线。

图4展示了我们的椭圆星系,半人马座A和正常的螺旋和星暴星系Kennicutt [13在相同的情节进行比较。我们接着探讨半人马座A的位置在Kennicutt-Schmidt (KS)关系。我们发现这个星系有类似的恒星形成表面密度正常螺旋星系中心,但它是系统地抵消KS的关系,在恒星形成表面密度较低。这是在协议与戴维斯et al。53[]谁相比Kennicutt-Schmidt (KS)关系13)附近的螺旋星系与CO-detected太。他们发现etg SFR表面平均密度较低在给定表面分子气体密度相比,螺旋。这是在最近的协议模拟Martig et al。54]预测下降不太的科幻小说


图4
分子气体的表面密度之间的关系 和 正常星系(蓝色方块),星暴星系(绿色三角形),椭圆星系半人马座A(红圈)。气体的表面密度来源于公司(2 - 1)排放。正常和星暴星系从Kennicutt得到的样本13]。

正如我们所知,气体的速度色散也是一个恒星形成的重要参数法(55]。我们现在的速度色散测量分子组件外部磁盘的ISM半人马座a .在图5我们调查的相关速度色散σ分子气体和恒星形成率表面密度 的星系。前一个是估计从第二时刻地图(图2使用数据从阿尔玛)的星系。外部磁盘的速度色散范围从0.02到31.50 km / s值平均为11.78公里/秒。这个平均速度色散与先前的测量银河系是一致的(56],M33 [57),和其他附近的星系(58- - - - - -60]。我们发现一个重要的相关系数 的概率p= 99.99%。通常结果表明低的速度色散值。据Krumholz & Dekel [61年]低速度色散值通常与低SFR值。坚决的平均值接近10表明低这个椭圆星系恒星形成。这表明没有引力坍缩,因此没有恒星的形成。我们可以看到从图5分子的速度色散ISM的外部磁盘遵循权力关系 在哪里β从普通最小平方拟合斜率。的价值 发现≈1 /n= 和 是低指数的恒星形成法律。这个幂律关系可能是一个自然结果的气体和恒星形成表面密度定标法(62年]。


图5
每个像素的速度色散σ半人马座A是一个函数的SFR表面平均(在单位的 /年·kpc2)。

4所示。摘要和结论

我们使用高空间分辨率马赛克的阿尔玛的观测12有限公司( = 2)线作为分子气体排放指标的中部地区的椭圆星系半人马座a (NGC 5128)的距离3.8 Mpc (1′′= 18.5)。我们测量 有24μm的数据(MIPS)的斯皮策太空望远镜。我们调查了科幻法律(同声传译)这个椭圆星系在非常高的空间分辨率(185),结果显示在这个空间分辨率分解同声传译。恒星形成的最佳匹配参数幂律指数 。二次矩映射从阿尔玛这个星系的数据被用来找到分子的速度色散组件的星际介质。结果平均速度色散接近10公里−1较低的有关恒星形成,由于没有引力坍塌,导致没有恒星的形成。这个结果支持长时间消耗(68 Gyr)(恒星形成效率低)。此外,我们发现一个重要的速度色散为每个像素之间的相关性和恒星形成表面密度,遵循幂律关系 的价值β大约是≈1 /n和nKennicutt-Schmidt法律设定的吗 。这个幂律关系可能是一个自然结果的气体和恒星形成表面密度定标法。

我们可以看到,恒星的形成效率很低技术在这个星系尽管分子气藏可用的数量是巨大的标准相比,恒星的形成效率。这表明一些流程可能阻止恒星形成继续在寒冷的气体。这些过程可以是由于高动能的AGN注射抑制恒星形成过程(44]。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

本文利用下面的阿尔玛数据:广告/ JAO.ALMA # 2011.0.00008.SV。阿尔玛是ESO的伙伴关系(代表其成员国),NSF(美国),和外祖母(日本),连同NRC(加拿大)和国家安全委员会和计画(台湾),和KASI(韩国),在与智利共和国的合作。联合阿尔玛天文台是由ESO AUI / NRAO, NAOJ。的合著者Zamri z Abidin还想承认马来亚大学的HIR格兰特嗯。S / 625/3 HIR / 28寻找资金。

引用

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