PHYSICAL PROPERTIES OF MOLECULAR CLOUDS FOR THE ENTIRE MILKY WAY DISK
This study presents a catalog of 8107 molecular clouds that covers the entire Galactic plane and includes 98% of the 12CO emission observed within . The catalog was produced using a hierarchical cluster identification method applied to the result of a Gaussian decomposition of the Dame et al. data. The total H2 mass in the catalog is , in agreement with previous estimates. We find that 30% of the sight lines intersect only a single cloud, with another 25% intersecting only two clouds. The most probable cloud size is pc. We find that , with no correlation between the cloud surface density, Σ, and R. In contrast with the general idea, we find a rather large range of values of Σ, from 2 to 300 M⊙ pc−2, and a systematic decrease with increasing Galactic radius, . The cloud velocity dispersion and the normalization both decrease systematically with . When studied over the whole Galactic disk, there is a large dispersion in the line width–size relation and a significantly better correlation between and . The normalization of this correlation is constant to better than a factor of two for . This relation is used to disentangle the ambiguity between near and far kinematic distances. We report a strong variation of the turbulent energy injection rate. In the outer Galaxy it may be maintained by accretion through the disk and/or onto the clouds, but neither source can drive the 100 times higher cloud-averaged injection rate in the inner Galaxy.
Memo
- 21 cm PPVキューブなどはWNMの高温で大きな体積により速度方向に広がっているように見えるが、CO放射などはISMのより低温で高密度の構造に現れるためPPキューブ上で断片化して見える
- キューブ内のCOスペクトルをガウシアンの和に分解することで、情報を圧縮し、ノイズを減らすことができる
- ビリアル平衡下ではσvは以下のように表されるから、サイズ-線幅関係を用いてnear-farを解決する際は表面密度Σも考慮する必要がある
- 銀河の内側にある雲のほうがΣが大きいが、金属量が銀河の外側になるほど減少しそれに伴いXCOが増加することを考慮すると、XCOを一定と仮定した場合に銀河の外側にある雲のΣと質量が過小評価される可能性がある
- スレショールドを基に分子雲を分類するアルゴリズムでは暗い放射が見逃されるため、Σの平均が大きくなる傾向にある
- 銀河の内側の雲は外側のものと比べ高質量であり、銀河系円盤の総分子量の85%を占めている
- 雲のサイズ分布は、銀河の内側と外側で非常によく似ている
- 雲の質量とサイズにはM ∝ R^2の関係があり、これはΣがRに依存しないことを意味する
- ピアソン係数が最も高い(厳格な)関係は以下のσvと(ΣR)の関係で、この関係の正規化は銀河平面全体でほぼ一定だった
- 雲の内圧はほぼΣ^2にスケールする
- 雲全体のビリアルパラメータ分布は運動エネルギー~重力エネルギーとなるところでピークを持つ
- サイズ-線幅関係をσv = σ0(R/R0)^βと表したとき、振幅σ0は銀河半径に対し減少するので、乱流カスケードに注入されるエネルギーの量は銀河ディスクの位置によって異なり、銀河系で乱流が均一でないことを示している
- 銀河の外側の雲はビリアルパラメータが~10であるため、乱流の運動エネルギーが大きく、重力ポテンシャルはガス流入を駆動するエネルギー源ではない
- 乱流の強さは星形成の有無にかかわらず同等であり、星形成を行っている雲とそうでない雲はよく似たサイズ-線幅関係を持っている(Williams+1994)
- 恒星フィードバックは小さいスケールから始まるので、乱流が大きい小さなサイズのGMCが生成されることが予想されるが、これはサイズ-線幅関係には適合しない