Neue Methode verfolgt molekulare Gasmasse in fernen Galaxien

Prof. Zhao Yinghe von den Yunnan-Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat zusammen mit Mitarbeitern eine Studie durchgeführt, in der die Korrelation zwischen untersucht wurde [C II] 158-Mikron-Emission und die CO(1-0)-Linie. Ihre Erkenntnisse waren veröffentlicht In Das Astrophysikalische Journal.

Molekulares Gas (H2) spielt eine entscheidende Rolle bei der Sternentstehung, einem Schlüsselfaktor bei der Entwicklung von Galaxien. Daher ist die Messung des Gasgehalts in Galaxien von entscheidender Bedeutung. Allerdings ist der traditionelle Indikator für die H2-Masse, die CO(1-0)-Linie, im frühen Universum aufgrund verschiedener Faktoren, einschließlich des geringeren Metallgehalts, schwierig zu erkennen.

Daher besteht ein dringender Bedarf an alternativen H2-Tracern, insbesondere da immer mehr Galaxien mit hohen Rotverschiebungen entdeckt werden.

In den letzten Jahren ist die [C II] Die 158-Mikron-Emission hat sich als vielversprechendes Instrument zur Untersuchung des Gasgehalts im fernen Universum erwiesen. Früheren Studien mangelte es jedoch an einer konsistenten Methodik und einem vielfältigen Datensatz, der ein breites Spektrum an Parametern abdeckt. Dies hat die Validierung der Wirksamkeit und Zuverlässigkeit von behindert [C II] 158-Mikron-Emission als Indikator für das gesamte molekulare Gas.

Um diese Lücke zu schließen, analysierten die Forscher eine Stichprobe von rund 200 lokalen Galaxien und Galaxien mit hoher Rotverschiebung (32 Quellen mit einer Rotverschiebung größer als 1), die sehr unterschiedliche physikalische Bedingungen aufweisen.

Sie entdeckten eine starke lineare Beziehung zwischen den Leuchtkräften der [C II] und CO(1−0)-Linien, was dies bestätigt [C II] kann die gesamte molekulare Gasmasse effektiv verfolgen. Es gibt einen kleinen Unterschied zwischen ultrahellen Infrarotgalaxien und weniger leuchtenden Galaxien.

Die Forscher vermuten außerdem, dass dieser Zusammenhang wahrscheinlich durch den Durchschnittswert der beobachteten visuellen Extinktion und den Bereich des Verhältnisses von Intensität im fernen Ultraviolett zur Gasdichte in Galaxien beeinflusst wird.

Durch weitere Untersuchungen fanden die Forscher heraus, dass die [C II]Das /CO-Verhältnis hängt eng mit mehreren Eigenschaften von Galaxien zusammen. Zu diesen Eigenschaften gehören die Oberflächendichte der Infrarotleuchtkraft, der Abstand von der Hauptreihe und deren Anteil [C II] Emission, die von ionisiertem Gas herrührt.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass bei der Verwendung einer Konstante Vorsicht geboten ist [C II]-zu-H2-Umrechnungsfaktor zur Schätzung der H2-Masse, insbesondere in extremen Fällen, wie z. B. bei Galaxien mit geringer Sternentstehungsaktivität oder solchen mit hoher Sternentstehungsoberflächendichte.