Molecules as tracers of galaxy evolution: an EMIR survey. I. Presentation of the data and first results
我们调查了23个星系的样品的分子气体性质,以发现和测试化学签名的星系演化,并比较它们的红外演化示踪剂。用安装在西班牙Pico Veleta的IRAM 30米望远镜上的EMIR宽带接收器获得了3毫米波长的观测。我们比较发射的主要分子物种与现有的化学演化模型,通过线强度比图和主成分分析。我们检测到分子发射在19个星系在两个8 GHz宽的波段集中在88和112 GHz。主要检测到的跃迁是CO、13 CO、HCN、HNC、HCO+、CN和C2 H的J=1-0线。我们还在星系IRAS 17208、IC 860、NGC 4418、NGC 7771和NGC 1068中探测到HC 3 N J=10-9。只有HCO+/HCN<1和暖色IRAS的物体才能检测到HC 3 N。具有最高HC 3 N/HCN比率的星系具有温暖的IRAS颜色(60/100 μm>0.8)。在IC 860中发现了最亮的HC 3 N发射,在那里我们也检测到了处于振动激发态的分子。我们发现了低的HNC/HCN线比(<0.5),这不能用现有的PDR或XDR化学模型来解释。在HCO+-微弱天体中明亮的HC 3 N发射可能意味着这些不是由X射线化学主导的。因此,HCN/HCO+线比率本身不是XDR的可靠示踪剂。明亮的HC 3 N和微弱的HCO+可能是嵌入式恒星形成的标志,而不是AGN活动。
2011-01-11 astro-ph.CO
Dense Molecular Gas in Nearby Gas-rich Active Galaxies
我们提出了3毫米观测IRAM 30米望远镜附近的十个富含气体的活动星系跨越三个数量级的红外光度。在我们的样本中的大多数星系中同时检测到HCO+(1-0)、HCN(1-0)和C2 H(1-0)的发射线。我们还在四个星系(IC 694,NGC 3690,NGC 4258和NGC 6240)中初步探测到了稀有同位素H13 CN,HC 15 N和H13 CO+。我们的估计表明,HCN的光学厚度在这些星系(τ ~ 1-5)是低到中等。在比较了不同分子发射谱线的强度比后,(HCN/HCO ~+,C_2H/HCN,C_2H/HCO ~+)与红外发光度(LIR)的关系,发现在五种复合物的红外发光样品中,(AGN+Starburst)星系,这些比率随LIR而变化:HCN/HCO+比率随着LIR而增加,这与先前的研究一致,而在复合星系中,C_2H/HCN和C_2H/HCO ~+比值都有随LIR增加而减小的趋势。虽然我们的样本是有限的,这种趋势可能意味着总的气体密度和星系的红外光度之间的关系。
2011-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Submillimeter ALMA Observations of the Dense Gas in the Low-Luminosity Type-1 Active Nucleus of NGC 1097
本文给出了用ALMA带7提供的HCN(J=4-3)和HCO+(J=4 -3)谱线跟踪的1型Seyfert NGC 1097中心~ 1.3kpc区域的致密分子气体的第一个100 pc尺度图。这个星系显示出显着的HCN增强相对于HCO+和CO在低J过渡,这似乎是一个共同的特点,在活动星系核环境。利用ALMA数据,我们研究了活动星系核周围致密气体的特征,并探讨了HCN增强的机制。我们发现在核内HCN(J=4-3)与HCO ~+(J=4-3)的线比率很高。HCN(v ~ 2 =1^{1 f},J=4-3)与HCN(J=4 -3)的亮温比上限为0.08,表明红外泵浦对该核的纯转动布居没有显著影响。我们还发现NGC 1097中HCN(J=4-3)与CS(J=7-6)的线比星暴星系中的高,在亮温标上超过12.7。从其他星系的类似观测相结合,我们初步认为,这一比例似乎是更高的活动星系核宿主星系比在纯星暴的类似广泛使用的HCN HCO+的比例。使用来自ALMA的J=4-3和1-0数据以及来自SMA的J=3-2数据对观察到的HCN和HCO+线进行LTE和非LTE建模,揭示了高HCN与HCO+丰度比(5 < [HCN]/[HCO+] < 20:非LTE分析)的核心,并认为高J线(J=4-3和3-2)从致密(10^{4.5} < n_H2 [/cc] <10 ^6)、热(70 < Tkin [K] < 5…
2013-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spatially Resolved Chemistry in Nearby Galaxies II. The Nuclear Bar in Maffei 2
我们提出了2”-10”成像的11个过渡从9个分子物种在马菲2核酒吧。这些数据是用BIMA和OVRO干涉仪获得的。十个检测到的过渡与现有的CO同位素,HCN,CS和毫米连续谱数据进行比较。绘制的物种之间的显着的空间变化,观察整个核酒吧。进行主成分分析,以表征转换,恒星形成和分子柱密度之间的相关性。分析表明,HCN,HNC,HCO+和3 mm连续谱紧密相关,表明与大质量恒星形成有直接联系。我们发现两个主要的形态不同的化学基团,CH 3OH,SiO和HNCO组成的粮食化学分子,与HCN,HNC,HCO+和C2 H,分子强的恒星形成的存在。谷物化学分子HNCO、CH 3OH和SiO追踪流体动力棒冲击。HNCO/CH_3OH、SiO/CH_3OH和SiO/HNCO比值的近似恒定性表明,整个核的激波性质是均匀的。HCN/HCO+、HCN/HNC、HCN/CS和HCN/CO比率主要由密度的变化来解释。高的HCO+/N2 H+比值与C2 H线相关,这表明该比值可能是一个强大的新的致密光子主导区(PDR)探测外星系。C2 H显示沿短轴的分子流出。外流的形态学和运动学与外流年龄6-7百万年一致。
2012-06-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing the global star formation relation: An HCO+ (3-2) mapping study of Red MSX sources in the Bolocam Galactic Plane Survey
本文分析了星系团和邻近星系中恒星形成率(SFR)与致密气体质量的关系。用测辐射热光度作为SFR的量度,用HCO+(3-2)分子线光度作为稠密气体质量的量度,我们发现SFR与M_{dense}近似成线性关系。这类似于使用HCN(1-0)作为致密气体示踪剂导出的已发表结果。HCO+(3-2)和HCN(1-0)具有相似的激发条件。我们的工作包括Bolocam银河平面巡天和Red MSX巡天中的16个星系团,文献中的27个水脉泽源,以及前面提到的HCN(1-0)数据。我们的研究结果同意定性与最近的理论模型的预测状态的性质的关系应取决于如何示踪剂的临界密度比较与气体的平均密度。
2011-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing X-ray irradiation in the nucleus of NGC 1068 with observations of high-J lines of dense gas tracers
结合高J分子谱线,我们的目标是限制在塞弗特2星系NGC 1068的中心区域的致密气体的物理条件,并确定AGN或星爆贡献的签名。我们用麦克斯韦望远镜观测了NGC 1068中HCN、HNC和HCO+的J=4-3跃迁,以及CN的N_J=2_{5/2}-1_3/2}和N_J=3_{5/2}-2_5/2}跃迁。根据谱线强度比和辐射转移模型,我们估计了HCN、HNC和CN的激发条件。我们发现,HCN、HNC、CN和高J HCO+的体发射来自n(H_2)≥ 10^5 cm^-3的稠密气体。然而,低J的HCO+谱线(主要是HCO+柱密度)追踪的是密度较低(n(H_2)<10^5 cm^-3)和温度较低(T_K<=20 K)的气体,而高J的HCO+谱线则来自温度较高(>30 K)的气体。HCO+ J=4-3谱线强度与较低的跃迁谱线和HCN J=4-3谱线相比,支持局部XDR环境的影响。估算的N(CN)/N(HCN)~(1-4)柱密度比表明XDR/AGN环境可能有X射线或冲击引起的颗粒表面化学贡献。
2009-06-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
SMA/PdBI multiple line observations of the nearby Seyfert2 galaxy NGC 1068: Shock related gas kinematics and heating in the central 100pc?
我们提出了高角分辨率本文报道了Seyfert 2型星系NGC 1068的原型星系环核盘(r= 100 pc)中的12 CO(J = 3 - 2),13 CO(J=3-2),13 CO(J = 2 - 1),C_(18)O(J=2- 1),HCN(J=3-2),HCO ~+(J=4-3)和HCO ~+(J=3-2)谱线的观测结果。用亚毫米波阵列进行的我们进一步包括在我们的分析中,新的13 CO(J=1-0)和改进的12 CO(J=2-1)的观测NGC 1068在高角分辨率(1.0-2.0”)和灵敏度,进行了IRAM高原德布尔干涉仪。基于分子气体发射的复杂动力学表明在中心~ 100 pc的非圆形运动,我们提出了一个方案,其中部分分子气体在环核盘的NGC 1068径向向外吹作为冲击的结果。从观测到的分子谱线比率来看,相当温暖(Tkin>= 200 K)和稠密(nH 2 = 10^4 cm ^-3)的气体进一步支持了这种激波情景。环核盘中HCN的丰度为[HCN]/[12 CO]=10^-3.5。这略高于银河系和河外恒星形成/恒星爆发区的丰度。这一结果进一步支持了早期研究所提出的NGC 1068环核盘中X射线增强HCN形成的观点。HCO+丰度([HCO+]/[12 CO]=10^-5)似乎比银河系和河外恒星形成/恒星爆发区的丰度要低一些。当试图通过不同的热和非热过程拟合cm到mm连续谱发射时…
2011-05-28 astro-ph.CO
Vibrationally Excited HCN in the Luminous Infrared Galaxy NGC 4418
当利用HCN的旋转谱线探测星系核中的致密分子气体时,红外泵浦及其对HCN分子激发的影响是重要的。我们报告的第一个河外探测(亚)毫米旋转线的振动激发HCN,在尘埃笼罩的明亮的红外星系NGC 4418的核。我们估计了振动基态和激发态(v_2=1)之间的激发温度T_vib ~ 230 K。这种激发最有可能是由于红外辐射。在这样高的振动温度下,通过v_2=1态的路径必然对振动基态中的转动激发产生强烈的影响,尽管它可能不是对所有转动能级都起主导作用。在λ ~ 1 mm处还观察到CO、HCN、HCO ~+、H_(13)CN、HC_(15)N、CS、N_2 H ~+和HC_3 N等近混淆极限谱线,它们的相对强度也可能受到红外泵浦的影响。
2010-11-30 astro-ph.CO
Disentangling the circumnuclear environs of Centaurus A: II. On the nature of the broad absorption line
本文报道了最近的强射电星系半人马座A(NGC 5128)的原子气体(HI)和分子气体(CO(2-1)示踪)的红移吸收特征。我们的HI观测使用甚长基线阵列,使我们能够辨别前所未有的sub-parsec分辨率HI吸收剖面朝向不同的位置沿21厘米连续喷流发射内0。“3(或5.4个百分点)。此外,我们的CO(2-1)数据获得的亚毫米阵列探测的吸收分子气体的大部分几乎没有污染的排放,不可能与以前的CO单碟观测。我们用这些数据阐明了视线中气体的物理性质,强调了关于产生宽吸收线(~55 km/s)的气体性质的仍然公开的争论。首先,宽的H I谱线在中心最亮的21 cm连续谱分量上比在喷流附近20 mas(或0.4 pc)处更突出,这表明宽的吸收谱线来自于靠近核的气体,而不是来自于扩散的更远的气体。第二,在CO(2-1)吸收光谱中检测到的不同速度分量与其他分子谱线(例如HCO+(1-0)的谱线)匹配良好,除了在HCO+(1-0)中检测到的宽吸收谱线(并且最可能与H I的谱线相关)。活动星系核引起的分子氢的解离在<= 10 pc的距离上似乎是有效的,这可能有助于宽的H I和分子线的深度。
2010-07-13 astro-ph.CO
Chemistry in isolation: High CCH/HCO+ line ratio in the AMIGA galaxy CIG 638
对越来越多的星系进行的多分子观测表明,相对分子丰度受到活动类型的影响。然而,这些研究偏向于明亮的活跃星系,它们通常处于相互作用中。我们研究了本地宇宙中最孤立的星系之一的分子组成,其分子云的物理和化学性质已由内在机制决定。我们提出了3毫米宽波段观测的星系CIG 638,孤立星系的AMIGA样本提取。检测到CCH、HCN、HCO+和HNC的J=1-0跃迁的发射。这些线之间的综合强度比进行了比较,从文献中对活动星系,包括星暴星系(SB),活动星系核(AGN),亮红外星系(LIRG),并在M33的GMC类似的观测。一个显着的高比例的CCH相对于HCN,HCO+,和HNC被发现对CIG 638相比,所有其他星系,这些物种已被检测到。这表明,要么是CCH过多,要么是相对缺乏致密的分子气体,如低HCN/CO比所支持的,或两者兼而有之。这些数据表明,CIG 638自然是一个扰动较小的星系,其中较低比例的致密分子气体以及更均匀的分布可以解释测量到的比率。在这种情况下,致密气体示踪剂将自然地变暗,而UV增强的CCH将在屏蔽较少的介质中过度产生。
2014-03-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dense-gas tracers and carbon isotopes in five 2.5<z<4 lensed dusty star forming galaxies from the SPT SMG sample
在高z尘埃恒星形成星系中观察到的高SFR的起源仍然未知。大部分致密分子气体可能提供部分解释,但在以恒星形成为主的高z系统中,致密气体的数量几乎没有观测限制。我们提出了我们的ALMA计划的结果,针对稠密气体示踪剂(HCN(5-4),HCO+(5-4),和HNC(5-4))在5个强透镜星系的SPT SMG样本。我们在z=2.51处在SPT-125-47中检测到这些谱线中的两条(SNR>5),并且在z=3.16处在SPT 0551 -50中试验性地检测到所有三条(SNR~3)。由于我们的目标线的一个显着的分数是没有检测到的,我们开发了一种统计方法,以获得无偏的平均属性,同时考虑到检测和非检测。平均而言,我们的源的HCN(5-4)和HCO+(5-4)光度比基于局部L 'HCN(5-4)-LIR关系的预期暗约1.7倍,但该偏移仅对应于约2 sigma。我们发现,HCO+/HCN和HNC/HCN的流量比是兼容的统一。第一个比率预期用于PDR,而第二个比率与PDR或XDR和/或HNC的中IR泵浦一致。我们的来源是在高端的恒星形成效率之间的本地关系,确定使用LIR/[CI]和LIR/CO的比率,和致密气体的分数,估计使用HCN/[CI]和HCN/CO的比率。在SPT 0125 -47中,我们发现追踪致密气体(HCN,HCO+)和低密度气体(CO,[CI])的谱线的速度分布是相似的。除了这些谱线,我…
2018-11-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dense Molecular Gas Excitation at High Redshift: Detection of HCO+(J=4-3) Emission in the Cloverleaf Quasar
本文报道了用IRAM高原干涉仪在Z=2.56的三叶草类星体中探测到HCO+(J=4-3)辐射。HCO+发射是一种类似于HCN的恒星形成指标,可以追踪恒星形成分子云中的致密分子氢气(n(H2)~= 10^5 cm^-3)。我们得到了透镜校正后的HCO+(J=4-3)线光度L '(HCO+(4-3))=(1.6+/-0.3)x 10^9(mu_L/11)^-1 K km/s pc ^2,这只相当于HCO+(J=1=0)光度的48%,CO(J=3-2)光度的<~4%。因此,在J=4-3跃迁中,HCO+激发明显是亚热的。HCO+线辐射转移的建模表明,HCO+发射出现在一个区域,该区域的物理性质与CO线发射相当,但气体密度高出2倍。这表明,HCO+和CO线都追踪着恒星形成活跃发生的温暖、致密的分子气体。HCO+谱线的宽度仅为CO谱线的2/3,这可能表明致密气体在空间上更为集中。与z=3.91的类星体APM 08279 +5255相比,立体式星云中的致密气体激发与纯粹的碰撞相一致,而不是被辐射过程增强。因此,立体式星系中致密气体成分的物理性质与附近星暴星系的核心一致。这表明,在像立体式这样的早期宇宙时期,活动星系核-星暴系统中致密的恒星形成气体的条件主要受到星暴本身的影响,而不是中心活动的黑洞。
2010-11-03 astro-ph.CO
First Determination of the Cosmic Microwave Background Radiation Temperature at $z\!=\!0.68$ Using Molecular Absorption Lines
School of Fundamental Science and Technology, Graduate School of Science and Technology, Keio University(庆应义塾大学理工学府);Department of Physics, Faculty of Science and Technology, Keio University(庆应义塾大学理工学部物理学科);National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台)
通过分析类星体B0218+357的毫米波数据,首次精确测定红移z=0.68处的CMB温度为4.50±0.17K。
2026-02-25 astro-ph.CO
Enhanced Dense Gas Fraction in Ultra-Luminous Infrared Galaxies
本文利用34个邻近星系的红外光度范围(10^{10} < L_{IR} < 10^{12.5} L_sun),详细分析了各种分子跃迁下红外光度与分子线光度之间的关系。我们表明,幂律指数的关系是敏感的临界密度的分子气体示踪剂,并在星系中观察到的分子线比的主导驱动程序是气体密度。由于大多数附近的超亮红外星系(ULIRGs)在其中心表现出强烈的活动星系核(AGN)特征,我们重新审视了以前的说法,质疑HCN作为探测在AGN存在下负责恒星形成的致密气体的可靠性。我们发现在ULIRGs中观测到的HCN(1-0)/CO(1-0)亮度比增强可以用固定化学丰度的数值模型成功地再现,而不需要AGN诱导的化学效应。我们通过结合以下跃迁将该分析扩展到总共十个分子线比率:CO(1-0),HCO+(1-0),HCO+(3-2),HCN(1-0)和HCN(3-2)。我们的研究结果表明,活动星系核存在于具有较高密度气体分数的系统中,与其硬辐射场相关的化学或其他效应可能不占主导地位(NGC 1068是一个例外)。星系合并可能是致密气体比例增加的根本原因,而星系合并的演化阶段可能是HCN/CO光度比的另一个决定因素。
2009-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
High-density Molecular Gas Properties of the Starburst Galaxy NGC 1614 Revealed with ALMA
本文介绍了用ALMA第0周期观测到的邻近星暴星系NGC 1614的HCN/HCO+/HNC J=4-3跃迁谱线的结果。我们发现,高密度的分子气体,跟踪这些线,显示了速度结构,使北(南)侧的核是红移(蓝移)相对于这个星系的核速度。红移和蓝移的发射峰分别在核的北侧和南侧偏移约0.6”。在这些偏移位置,红外线>3微米的观测表明存在活跃的尘埃星暴,支持高密度分子气体是活跃星暴的位置的观点。根据高密度分子气体的动力学,中心半径约为2”的封闭动力学质量约为10^9兆太阳,这与之前的估计相似。最后,对于NGC 1614的所有星暴区域,在J=4-3时,HCN的发射弱于HCO+,但强于HNC,这与星暴主导星系中J=1-0的跃迁线相同。
2013-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA