ReferenceA UNIFORM CATALOG OF MOLECULAR CLOUDS IN THE MILKY WAY

A UNIFORM CATALOG OF MOLECULAR CLOUDS IN THE MILKY WAY

Abstract

The all-Galaxy CO survey of Dame et al. is by far the most uniform, large-scale Galactic CO survey. Using a dendrogram-based decomposition of this survey, we present a catalog of 1064 massive molecular clouds throughout the Galactic plane. This catalog contains 2.5 × 108 solar masses, or of the Milky Way's estimated H2 mass. We track clouds in some spiral arms through multiple quadrants. The power index of Larson's first law, the size-linewidth relation, is consistent with 0.5 in all regions—possibly due to an observational bias—but clouds in the inner Galaxy systematically have significantly (∼30%) higher linewidths at a given size, indicating that their linewidths are set in part by the Galactic environment. The mass functions of clouds in the inner Galaxy versus the outer Galaxy are both qualitatively and quantitatively distinct. The inner Galaxy mass spectrum is best described by a truncated power law with a power index of γ = −1.6 ± 0.1 and an upper truncation mass of M0 = (1.0 ± 0.2) × 107 M⊙, while the outer Galaxy mass spectrum is better described by a non-truncating power law with γ = −2.2 ± 0.1 and an upper mass of M0 = (1.5 ± 0.5) × 106 M⊙, indicating that the inner Galaxy is able to form and host substantially more massive GMCs than the outer Galaxy. Additionally, we have simulated how the Milky Way would appear in CO from extragalactic perspectives, for comparison with CO maps of other galaxies.

Memo

  • astrodendro実行の際、分岐の回数n_discendantsを設定することでバックグラウンドを抑制できる（n_discendantsが大きいとき構造は物理的に関連する可能性が低い上部構造に誤って融合し、n_discendantsが小さいときは構造は不必要にに小さいコンポーネントに分割される）
  • サイズ-線幅関係について、指数は銀河の内側と外側で~0.5に一致していたものの、係数は内側の雲で有意に高くなっていたが、これは銀河内部の環境自体が圧力による閉じ込めを通じてより高い線幅を促進することを示す証拠として解釈されるかもしれない
  • 分子雲の質量分布関数は以下で表され、γ ~ -2を境に、雲の質量が大質量雲と小質量雲のどちらに偏っているかを表す
N(M′>M)=(MM0)γ+1N(M' > M) = (\frac{M}{M_0})^{\gamma + 1}
  • 雲の質量分布が高質量側でカットオフされた以下の形式が上記の形式よりも好ましい場合がある（特にN0 >> 1の場合）
N(M′>M)=N0((MM0)γ+1−1)N(M' > M) = N_0((\frac{M}{M_0})^{\gamma+1} - 1)
  • 銀河の外側の雲では非カットオフ分布が適合し、γ ~ -2.2でより低質量側に分布が偏っていた一方で、銀河の内側の雲ではカットオフ分布が適合し、γ ~ -1.6でより高質量側に分布が偏っていた
  • astrodendroにおいてmin_npixを設定することでノイズの影響を排除するのは、低分解能のデータに対して小さなサイズの分子雲を除外するというトレードオフがある
  • PPV空間のleafは一般的に高密度領域に対応しており、PPVの構造は一般的に3D密度構造として解釈できる（Burkhart et al. 2013）が、PPP空間からPPV空間への重なりの影響が質量やサイズ、速度分散において役40%のばらつきを引き起こすことも指摘されている（Beaumont et al. 2013）
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