The properties of the interstellar medium in dusty star-forming galaxies at <i>z</i> ∼ 2–4: the shape of the CO spectral line energy distributions
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The molecular gas in the interstellar medium (ISM) of star-forming galaxy populations exhibits diverse physical properties. We investigate the $^{12}$CO excitation of 12 dusty luminous star-forming galaxies at $z \sim$ 2–4 by combining observations of the $^{12}$CO from $J_{\rm up} = 1$ to $J_{\rm up} = 8$. The spectral line energy distribution (SLED) has a similar shape to NGC 253, M82, and local ultra-luminous infrared galaxies, with much stronger excitation than the Milky Way inner disc. By combining with resolved dust continuum sizes from high-resolution 870 $\mu$m ALMA observations and dust mass measurements determined from multiwavelength spectral energy distribution fitting, we measure the relationship between the $^{12}$CO SLED and probable physical drivers of excitation: star-formation efficiency, the average intensity of the radiation field $\langle U\rangle$, and the star-formation rate surface density. The primary driver of high-$J_{\rm up}$$^{12}$CO excitation in star-forming galaxies is star-formation rate surface density. We use the ratio of the CO(3–2) and CO(6–5) line fluxes to infer the CO excitation in each source and find that the average ratios for our sample are elevated compared to observations of low-redshift, less actively star-forming galaxies and agree well with predictions from numerical models that relate the ISM excitation to the star-formation rate surface density. The significant scatter in the line ratios of a factor $\approx 3$ within our sample likely reflects intrinsic variations in the ISM properties that may be caused by other effects on the excitation of the molecular gas, such as cosmic ray ionization rates and mechanical heating through turbulence dissipation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».