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The dust and cold gas content of local star-forming galaxies
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-06-18 , DOI: 10.1093/mnras/staa1737
P Popesso 1 , A Concas 2 , L Morselli 3, 4 , G Rodighiero 3, 4 , A Enia 3, 4 , S Quai 5
Affiliation  

We use dust masses ($M_{dust}$) derived from far-infrared data and molecular gas masses ($M_{mol}$) based on CO luminosity, to calibrate proxies based on a combination of the galaxy Balmer decrement, disk inclination and gas metallicity. We use such proxies to estimate $M_{dust}$ and $M_{mol}$ in the local SDSS sample of star-forming galaxies (SFGs). We study the distribution of $M_{dust}$ and $M_{mol}$ along and across the Main Sequence (MS) of SFGs. We find that $M_{dust}$ and $M_{mol}$ increase rapidly along the MS with increasing stellar mass ($M_*$), and more marginally across the MS with increasing SFR (or distance from the relation). The dependence on $M_*$ is sub-linear for both $M_{dust}$ and $M_{mol}$. Thus, the fraction of dust ($f_{dust}$) and molecular gas mass ($f_{mol}$) decreases monotonically towards large $M_*$. The star formation efficiency (SFE, the inverse of the molecular gas depletion time) depends strongly on the distance from the MS and it is constant along the MS. As nearly all galaxies in the sample are central galaxies, we estimate the dependence of $f_{dust}$ and $f_{gas}$ on the host halo mass and find a tight anti-correlation. As the region where the MS is bending is numerically dominated by massive halos, we conclude that the bending of the MS is due to lower availability of molecular gas mass in massive halos rather than a lower efficiency in forming stars.

中文翻译:

局部恒星形成星系的尘埃和冷气体含量

我们使用来自远红外数据的尘埃质量 ($M_{dust}$) 和基于 CO 光度的分子气体质量 ($M_{mol}$),基于星系巴尔默衰减、圆盘倾角的组合校准代理和气体金属丰度。我们使用这样的代理来估计恒星形成星系 (SFG) 的本地 SDSS 样本中的 $M_{dust}$ 和 $M_{mol}$。我们研究了 $M_{dust}$ 和 $M_{mol}$ 沿着和跨越 SFG 的主序 (MS) 的分布。我们发现 $M_{dust}$ 和 $M_{mol}$ 沿着 MS 随着恒星质量($M_*$)的增加而迅速增加,并且随着 SFR(或与关系的距离)的增加,在 MS 上的增加幅度更大。对于 $M_{dust}$ 和 $M_{mol}$,对 $M_*$ 的依赖是次线性的。因此,灰尘部分 ($f_{dust}$) 和分子气体质量 ($f_{mol}$) 朝着大 $M_*$ 单调减少。恒星形成效率(SFE,分子气体消耗时间的倒数)很大程度上取决于与 MS 的距离,并且沿 MS 是恒定的。由于样本中几乎所有星系都是中心星系,我们估计了 $f_{dust}$ 和 $f_{gas}$ 对宿主晕质量的依赖性,并发现了紧密的反相关性。由于 MS 弯曲的区域在数值上由大质量晕主导,我们得出结论,MS 的弯曲是由于大质量晕中分子气体质量的可用性较低,而不是形成恒星的效率较低。我们估计了 $f_{dust}$ 和 $f_{gas}$ 对宿主晕质量的依赖性,并找到了紧密的反相关性。由于 MS 弯曲的区域在数值上由大质量晕主导,我们得出结论,MS 的弯曲是由于大质量晕中分子气体质量的可用性较低,而不是形成恒星的效率较低。我们估计了 $f_{dust}$ 和 $f_{gas}$ 对宿主晕质量的依赖性,并找到了紧密的反相关性。由于 MS 弯曲的区域在数值上由大质量晕主导,我们得出结论,MS 的弯曲是由于大质量晕中分子气体质量的可用性较低,而不是形成恒星的效率较低。
更新日期:2020-06-18
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