Nobeyama Radio Observatory Report: Number 416

Abstract

High-resolution simultaneous observations are presented for the edge-on galaxy NGC (New General Catalogue of nebulae and clusters of stars) 891 in (12)CO and (13)CO emissions. Molecular thin disk component with 10.7kpc from the galactic center was completely covered. This data set with accurate relative calibrations of intensity scale and pointing is analyzed to examine radial variation in physical properties of molecular gas. The total (13)CO/(12)CO luminosity ratio is 1/6.6. Low (13)CO/(12)CO intensity ratio of 1/(15.4 +/- 6.0) is observed in the nuclear disk of about 550 pc in radius. There exists a systematic gradient of the (13)CO/(12)CO intensity ratio in the main galactic disk as a function of galactocentric distance: the (13)CO/(12)CO intensity ratio exhibits a notable peak of nearly equal 1/2.5 near 4 kpc, and decreases systematically outward down to nearly less than 1/10 at 10 kpc. The observational results are analyzed on the basis of a CO excitation analysis. The low (13)CO/(12)CO intensity ratio in the nuclear disk may be attributed to a predominance of warm molecular gas (approximately higher than 40 K) of moderate gas density (nearly equal to 10(exp 3) cm(exp -3)), while the systematic gradient of the (13)CO/(12)CO intensity ratio in the main disk can be interpreted in terms of radial decrease in the dense molecular gas fraction. Since interstellar gas in the inner part of the galaxy is mostly molecular, this variation will be ascribed to compression of molecular gas with its strength dependent on galactocentric distance rather than dissociation of low-density molecular gas by Ultra Violet (UV) photons from young stars in the inner part of the galaxy.

横向き銀河NGC(星雲目録)891に対する(12)COおよび(13)CO放射の高分解同時観測について報告する。この観測は銀河中心から10.7kpc以内の距離にある分子薄状円盤成分を完全におおった。分子ガスの物理的特性の中心距離による変化を調べるため、強度スケールとポインティングに正確な相対較正をしたデータセットの解析を行った。まず、全(13)CO/(12)CO光度比は1/6.6であった。また、1/(15.4±6.0)の低い(13)CO/(12)CO強度比を半径およそ550pcの核円盤中に観測した。さらに、主銀河円盤内では(13)CO/(12)CO強度比は、銀河中心距離の関数として規則的な傾きを持つ。即ち(13)CO/(12)CO強度比は4kpc付近で、およそ1/2.5の顕著なピークを示し、外に向かって距離とともに減少して、10kpcでは1/10以下となる。これらの観測結果はCO励起分析法を基づいて解析を行ったものである。核円盤内で(13)CO/(12)CO強度比が小さいのは、低密度(約10(exp 3)/立方センチメートル)の暖かい(約40K)分子ガスがこの領域に存在することに起因するであろう。主銀河円盤内で(13)CO/(12)CO強度比が規則的な傾きを持つのは密度の高い分子ガス部分が中心距離とともに減少するからであると解釈出来る。銀河の内側部分での星間ガスは分子がほとんどであることから、この減少の原因は、低密度分子ガスが銀河内部の若い恒星からの紫外線によって解離したためではなく、銀河中心距離に依存する強さで分子ガスが圧縮されることによると考えられる。