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Dust and gas power-spectrum in M33 (HERM33ES)

Authors :
S. D. Lord
Fatemeh Tabatabaei
S. Verley
Frank P. Israel
Remo P. J. Tilanus
Baerbel Koribalski
P. van der Werf
C. Kramer
E. M. Xilouris
G. Quintana-Lacaci
J. Braine
M. Boquien
Francoise Combes
Frank Bertoldi
Christof Buchbender
D. Calzetti
M. Roellig
G. Stacey
F. F. S. van der Tak
Monica Relaño
Pierre Gratier
Kapteyn Astronomical Institute
Astronomy
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Department of Astronomy
University of Massachusetts System (UMASS)
Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR)
FORMATION STELLAIRE 2012
Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB)
Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)
Leiden Observatory [Leiden]
Universiteit Leiden [Leiden]
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG )
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Dpto. Fisica Teorica y del Cosmos
Universidad de Granada (UGR)
KOSMA
I. Physikalisches Institut [Köln]
Universität zu Köln-Universität zu Köln
Dept. fısica Teorica y del Cosmos
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB)
Universiteit Leiden
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Universidad de Granada = University of Granada (UGR)
Universität zu Köln = University of Cologne-Universität zu Köln = University of Cologne
Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Astronomy & astrophysics, 539:A67. EDP Sciences, Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2012, 539, pp.67. ⟨10.1051/0004-6361/201118282⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2012, 539, pp.67. ⟨10.1051/0004-6361/201118282⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
EDP Sciences, 2012.

Abstract

Power spectra of de-projected images of late-type galaxies in gas and/or dust emission are very useful diagnostics of the dynamics and stability of their interstellar medium. Previous studies have shown that the power spectra can be approximated as two power-laws, a shallow one at large scales (larger than 500 pc) and a steeper one at small scales, with the break between the two corresponding to the line-of-sight thickness of the galaxy disk. We present a thorough analysis of the power spectra of the dust and gas emission at several wavelengths in the nearby galaxy M33. In particular, we use the recently obtained images at five wavelengths by PACS and SPIRE onboard Herschel. The large dynamical range (2-3 dex in scale) of most images allow us to determine clearly the change in slopes from -1.5 to -4, with some variations with wavelength. The break scale is increasing with wavelength, from 100 pc at 24 and 100micron to 350 pc at 500micron, suggesting that the cool dust lies in a thicker disk than the warm dust, may be due to star formation more confined to the plane. The slope at small scale tends to be steeper at longer wavelength, meaning that the warmer dust is more concentrated in clumps. Numerical simulations of an isolated late-type galaxy, rich in gas and with no bulge, like M33, are carried out, in order to better interpret these observed results. Varying the star formation and feedback parameters, it is possible to obtain a range of power-spectra, with two power-law slopes and breaks, which nicely bracket the data. The small-scale power-law is indeed reflecting the 3D behaviour of the gas layer, steepening strongly while the feedback smoothes the structures, by increasing the gas turbulence. M33 appears to correspond to a fiducial model with an SFR of $\sim$ 0.7 Mo/yr, with 10% supernovae energy coupled to the gas kinematics.<br />Comment: 11 pages, 24 figures, accepted in Astronomy & Astrophysics

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy & astrophysics, 539:A67. EDP Sciences, Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2012, 539, pp.67. ⟨10.1051/0004-6361/201118282⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2012, 539, pp.67. ⟨10.1051/0004-6361/201118282⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b6a246742b3c1b6948c94c8b85488d83