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# Física# Astrofísica de Galaxias

Encuesta Molecular ISM de Arizona: Un Estudio de Emisiones de CO

Examinando las emisiones de CO para entender el gas molecular en las galaxias.

Ryan P. Keenan, Daniel P. Marrone, Garrett K. Keating, Evan C. Mayer, Kevin Bays, John Downey, Lochlann C. Dunn, Joanne C. Flores, Thomas W. Folkers, David C. Forbes, Blythe C. Guvenen, Christian Holmstedt, Robert M. Moulton, Patrick Sullivan

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Tabla de contenidos

El estudio del monóxido de carbono (CO) es clave para entender el Gas Molecular en las galaxias. Este gas juega un papel fundamental en la formación de estrellas. Este artículo presenta la Encuesta Molecular ISM de Arizona (AMISS), que se centra en medir las Emisiones de CO de galaxias cercanas. Destaca cómo estas mediciones ayudan a entender las condiciones del gas molecular y la dinámica general del gas en las galaxias.

La Importancia de las Líneas de CO

El gas molecular se rastrea principalmente usando líneas de CO. La línea CO(1-0) ha sido la opción tradicional porque es común en varias condiciones. Sin embargo, investigaciones recientes muestran que transiciones más altas, como CO(2-1) y CO(3-2), pueden ser más útiles debido a su brillo en ciertos rangos de desplazamiento al rojo. Esta encuesta busca calibrar estas líneas de CO más altas para usarlas como trazadores de gas molecular.

Resumen de AMISS

AMISS está diseñada para obtener emisiones de CO(2-1) y CO(3-2) para una amplia gama de galaxias. La encuesta incluye datos de CO(2-1) para 176 galaxias y datos de CO(3-2) para un subconjunto de 45 galaxias. El objetivo es proporcionar un conjunto de datos completo que permita una mejor comprensión de las proporciones de líneas de CO y sus implicaciones para las propiedades de las galaxias.

Recolección de Datos y Metodología

Selección de Objetivos

Los objetivos galácticos se eligieron cuidadosamente para representar un amplio rango de masas estelares y tasas de formación estelar (SFR). El proceso de selección asegura que cada galaxia estudiada contribuya a una imagen más completa de la población galáctica.

Técnicas Observacionales

La encuesta utilizó el Telescopio Submilimétrico (SMT) del Observatorio Radioastronómico de Arizona para las mediciones de CO(2-1) y CO(3-2). El enfoque se centró en lograr observaciones precisas mediante una metodología consistente en todas las observaciones.

Procedimientos de Calibración

La calibración es crucial para asegurar que los datos recolectados reflejen con precisión las emisiones de CO. AMISS emplea un riguroso proceso de calibración que incluye tener en cuenta diversas incertidumbres, lo que ayuda a mejorar la fiabilidad de los hallazgos.

Resultados de la Encuesta

Proporciones de Líneas de CO

Uno de los hallazgos principales de AMISS es la medición de proporciones de luminosidad de líneas de CO. Estas proporciones pueden proporcionar información sobre las condiciones de excitación del gas molecular, revelando cómo diferentes entornos galácticos afectan el comportamiento de la emisión de CO. Las proporciones promedio de líneas de CO de la encuesta indican que muchas galaxias muestran características similares.

Incertidumbres Estadísticas y Sistemáticas

Entender las incertidumbres es vital al interpretar resultados. Las incertidumbres estadísticas surgen de errores observacionales, mientras que las sistemáticas pueden resultar de diferencias en la calibración. AMISS caracteriza cuidadosamente ambos tipos de incertidumbres, lo que ayuda a asegurar la fiabilidad de las mediciones reportadas.

Implicaciones para Estudios Galácticos

Perspectivas sobre la Dinámica del Gas Molecular

Al proporcionar un conjunto de datos grande y homogéneo, AMISS permite a los investigadores estudiar la dinámica del gas molecular en las galaxias en detalle. La calibración de las líneas de CO permite mejores comparaciones entre diferentes emisiones, facilitando una comprensión más profunda de las condiciones físicas en las galaxias.

Conexiones con la Formación Estelar

El estudio destaca la relación entre las emisiones de CO y la formación de estrellas. Al analizar las proporciones de líneas de CO, los investigadores pueden explorar cómo diferentes galaxias forman estrellas y cómo evolucionan sus propiedades de gas con el tiempo.

Disponibilidad de Datos

El conjunto de datos de AMISS, que incluye las luminosidades de las líneas de CO para 176 galaxias, estará disponible públicamente. Esto servirá como un recurso valioso para futuros estudios que busquen investigar el medio interestelar y el papel del gas molecular en la evolución de las galaxias.

Direcciones de Investigación Futura

A medida que el campo de los estudios galácticos evoluciona, AMISS proporciona una base para futuras investigaciones. La investigación futura podría incluir explorar las implicaciones de las proporciones de líneas de CO en la formación estelar y la evolución galáctica, así como expandir el conjunto de datos incluyendo más galaxias.

Conclusión

La Encuesta Molecular ISM de Arizona representa un gran avance en nuestra comprensión del gas molecular en las galaxias. Al centrarse en las emisiones de CO, la encuesta proporciona perspectivas sobre la dinámica de las galaxias y sus procesos de formación estelar. La cuidadosa calibración y análisis de las proporciones de líneas de CO contribuyen a una comprensión más matizada del medio interestelar.

A través de sus datos disponibles públicamente, AMISS permitirá a los investigadores adentrarse más en los misterios del gas molecular y su papel en el paisaje cósmico. Sin duda, futuros estudios que aprovechen estos datos ampliarán nuestro conocimiento sobre la dinámica de las galaxias y los procesos que impulsan la formación de estrellas en todo el universo.

Fuente original

Título: The Arizona Molecular ISM Survey with the SMT: Survey Overview and Public Data Release

Resumen: The CO(1-0) line has been carefully calibrated as a tracer of molecular gas mass. However, recent studies often favor higher J transitions of the CO molecule which are brighter and accessible for redshift ranges where CO(1-0) is not. These lines are not perfect analogues for CO(1-0), owing to their more stringent excitation conditions, and must be calibrated for use as molecular gas tracers. Here we introduce the Arizona Molecular ISM Survey with the SMT (AMISS), a multi-CO line survey of z~0 galaxies conducted to calibrate the CO(2-1) and CO(3-2) lines. The final survey includes CO(2-1) spectra of 176 galaxies and CO(3-2) spectra for a subset of 45. We supplement these with archival CO(1-0) spectra from xCOLD GASS for all sources and additional CO(1-0) observations with the Kitt Peak 12m Telescope. Targets were selected to be representative of the galaxy population in the stellar mass range of $10^9$ to $10^{11.5}$ M$_\odot$. Our project emphasized careful characterization of statistical and systematic uncertainties to enable studies of trends in CO line ratios. We show that optical and CO disk sizes are on average equal, for both the CO(1-0) and CO(2-1) line. We measure the distribution of CO line luminosity ratios, finding medians (16th-84th percentile) of 0.71 (0.51-0.96) for the CO(2-1)-to-CO(1-0) ratio, 0.39 (0.24-0.53) for the CO(3-2)-to-CO(1-0) ratio, and 0.53 (0.41-0.74) for the CO(3-2)-to-CO(2-1) ratio. A companion paper presents our study of CO(2-1)'s applicability as a molecular gas mass tracer and search for trends in the CO(2-1)-to-CO(1-0) ratio. Our catalog of CO line luminosities will be publicly available with the published version of this article.

Autores: Ryan P. Keenan, Daniel P. Marrone, Garrett K. Keating, Evan C. Mayer, Kevin Bays, John Downey, Lochlann C. Dunn, Joanne C. Flores, Thomas W. Folkers, David C. Forbes, Blythe C. Guvenen, Christian Holmstedt, Robert M. Moulton, Patrick Sullivan

Última actualización: 2024-08-05 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2408.02617

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2408.02617

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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