Observational Constraints on the Physical Properties of Interstellar Dust in the Post-Planck Era
我们提出了一个综合的天文观测约束波长依赖的消光，发射和偏振星际尘埃从紫外线到微波波长的弥漫银河视线。代表性的固相丰度，这些视线也来自。鉴于普朗克卫星提供的偏振尘埃发射的敏感的新观测，我们特别强调尘埃偏振，包括连续偏振消光，偏振的碳质和硅酸盐的光谱特征，尘埃发射的波长依赖的偏振部分，光学偏振消光和远红外偏振发射之间的连接。总之，这些构成了一组约束，应该由弥漫的星际介质中的尘埃模型再现。
2021-01-18 astro-ph.GA
Constraining the coherence scale of the interstellar magnetic field using TeV gamma-ray observations of supernova remnants
银河系的宇宙射线（CR）被认为是在超新星遗迹（SNR）的冲击加速。在强子的情况下，TeV的伽马射线发射从SNRs起源于衰变的π介子，产生于星际气体和CR的碰撞。使用CR-磁流体动力学模拟，我们表明，磁密度依赖的冲击加速是能够重现所观察到的TeV伽马射线形态的SNR，如船帆座小。和SN 1006单独通过改变磁性形态。这意味着伽马射线亮区是由准平行激波（即，当冲击波以与上游磁场成窄角度传播时），已知这能有效地加速CR质子，并且伽马射线暗区指向准垂直冲击波配置。模拟的伽马射线形态与观测结果的比较，使我们能够限制船帆座周围的磁相干尺度$λ_B$。以及SN 1006分别对应于$λ_B \simeq 13_{-4.3}^{+13}$ pc和$λ_B >200_{-10}^{+80}$ pc，其中SN 1006的环境磁场与大部分均匀一致。我们发现一致的纯强子和混合强子轻子模型，既再现多频谱从无线电TeV的伽马射线和匹配所观察到的伽马射线形态。最后，为了捕捉信噪比激波在云团星际介质中的传播，我们用数值模拟和解析方法研究了激波与稠密云团的相互作用。我们构建了一个解析的伽玛射线模型的核心崩溃SNR通过结构化星际介质传播，并表明伽玛射线光度只有30%的偏差为现实的参数。
2020-06-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
A path towards constraining the evolution of the interstellar medium and outflows in the Milky Way using APOGEE
本文提出结合ISM模型与恒星盘模型的新化学演化模型，利用APOGEE红团簇星数据约束银河系过去60亿年的ISM与外流性质，发现外流需适度氧增丰且ISM湍流增强。
2024-05-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
NOEMA observations of GN-z11: Constraining Neutral Interstellar Medium and Dust Formation in the Heart of Cosmic Reionization at $z=10.6$
利用NOEMA对z=10.6的GN-z11进行深毫米观测，未探测到尘埃连续谱和[CII]线，给出尘埃质量与分子气体质量上限，表明该星系尘埃贫乏，需更深观测以研究早期宇宙尘埃形成。
2023-09-05 astro-ph.GA
The Spheroidal Analog Method for Modeling Irregular Porous Aggregates
本文提出用具有等效介电函数的椭球类比不规则多孔尘埃颗粒，并依据几何特征确定轴比与孔隙率，验证其可准确模拟星际、星周及行星际尘埃的光学性质。
2025-05-13 astro-ph.GA
Constraining the Sub-Galactic Relationship Between Star Formation and the Hot Interstellar Medium in NGC 4254
Middle Tennessee State University（中田纳西州立大学）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Arkansas（阿肯色大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）
本研究通过分析NGC 4254中恒星形成与热星际介质的关系，揭示了超新星反馈对热气体的影响，并确定了温度和X射线产率的缩放关系。
2026-02-23 astro-ph.GA
Constraining axion and compact dark matter with interstellar medium heating
本研究利用矮星系Leo T和银河系气体云G33.4-8.0的星际介质冷却率，约束了轴子、磁荷暗物质、致密暗物质及复合暗物质等模型对气体的加热效应，为暗物质直接探测提供了互补限制。
2023-04-06 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraining the H2 column densities in the diffuse interstellar medium using dust extinction and HI data
本研究提出一种利用尘埃消光与HI数据间接约束弥散星际介质H₂柱密度的新方法，构建了银河系H₂柱密度分布图，揭示了XCO因子的空间变化及CO对低柱密度H₂的示踪局限性。
2023-12-15 astro-ph.GA
Scattering from dust in molecular clouds: Constraining the dust grain size distribution through near-infrared cloudshine and infrared coreshine
上下文星际尺寸分布中最大的颗粒（0.5-1微米）在散射近红外和中红外辐射方面是有效的。因此，这些波长特别适合于探测仍然不确定的高端尺寸分布。目标。我们调查的外观变化的一个典型的低质量的分子核心从Ks（2.2微米）带斯皮策IRAC 3.6和8微米带，并与模型计算，其中包括粒度分布的变化进行比较。方法.我们结合斯皮策IRAC和地面近红外观测来表征在近红外和中红外波长从核心L260观察到的散射光。利用球对称模型核，我们进行了辐射转移计算，以研究不同的尘埃粒径分布对整个核的强度分布的影响。结果在Ks和3.6微米波段观察到的散射光图案被发现是相似的。通过与辐射转移模型的比较，这两个剖面图限制了大小（大于0.25微米）尘埃颗粒的相对丰度。被发现的散射光分布是不一致的星际硅酸盐颗粒分布仅延伸到0.25微米和大颗粒需要达到所观察到的通量和通量比。Ks带表面亮度分布的形状将最大晶粒限制在1-1.5微米。结论.除了在斯皮策IRAC通道中观测岩芯外，与地面近红外观测相结合，适合于限制岩芯中大颗粒的性质。
2013-10-26 astro-ph.GA
Constraining chemical networks inAstrochemistry
气体和表面化学反应数据库是从事各种物理科学工作的科学家的重要工具。在天体化学中，化学反应的数据库被用作化学模型的输入，以确定星际介质的丰度。然而，气体化学，特别是粮食表面化学及其在气体-粮食化学模型中的处理是具有很大不确定性的领域。许多反应--特别是在尘埃颗粒上的反应--还没有系统的实验研究。此外，实验测量往往不容易转化为速率方程的方法，最常用的天体化学建模。因此，减少这些数据库中固有的不确定性程度是一个主要问题，但迄今为止主要是通过基本上是试验和错误的特设程序来解决的。在本章中，我们将回顾在天体化学的更广泛背景下确定准确和完整的化学网络的问题，并探讨使用统计方法和机器学习（ML）技术来减少化学网络中的不确定性的可能性。
2021-01-13 astro-ph.GA
The EDIBLES survey IV. Cosmic ray ionization rates in diffuse clouds from near-ultraviolet observations of interstellar OH$^+$
我们报告宇宙射线电离率对10个红色的恒星EDIBLES（ESO弥漫星际波段大型探测巡天）计划的框架内研究，使用VLT-UVES。对于每个视线，在其（0，0）和（1，0）$A^3Π-X^3Σ^-$电子带系统中检测到OH $^+$的2至1,0条独立旋转线。这允许将OH $^+$柱密度约束到不同的对象。结果还提出了28个额外的视线，只有一个或相当弱的信号被发现，这些数据的分析，使人们有可能获得初级宇宙线电离率$ζ_p$在目标弥漫星际云。对于十个选定的目标，我们获得$ζ_p$等于$(3.9-16.4) \times 10^{-16}~\mathrm{s}^{-1}$的值范围。这些数值高于以前在远红外/亚毫米波区域和其他近紫外研究中探测到的星际OH $^+$的数值。这种差异是使用新的OH $^+$振子强度值和所有相关OH $^+$形成和破坏途径（包括质子重组对多环芳烃的影响）的更完整图片的结果，以及对这十个目标观察到的相对较高的$N$（OH $^+$）。
2018-11-21 astro-ph.GA
Detection of PAH Absorption and Determination of the Mid-Infrared Diffuse Interstellar Extinction Curve from the Sightline Toward Cyg OB2-12
朝向明亮的蓝色超巨星天鹅座OB 2 -12的视线被广泛用于研究星际尘埃，这是因为它的大消光（$A_V \simeq 10$等），而且这种消光似乎是由弥漫的星际介质的典型尘埃主导的。我们提出了一个新的分析档案ISO-SWS和斯皮策IRS观测天鹅座OB 2 -12使用的恒星和恒星风的排放模型，以确定总消光$A_λ$从2.4- 37 $μ$ m。除了突出的9.7和18 $μ$ m硅酸盐功能，我们稳健地检测与多环芳烃（PAH），包括第一次识别的7.7 $μ$ m功能的吸收吸收功能。发现3.3 $μ$ m芳族特征在吸收中比通常在发射中看到的宽得多。观测到3.4和6.85 $μ$ m的脂肪烃特征，其相对强度与在朝向银河系中心的视线上观测到的这些特征一致。我们确定和表征六十多个谱线在这个波长范围内，这可能是有用的约束模型的恒星和恒星风。基于这一分析，我们提出了一个消光曲线$A_λ/A_{2.2 μm}$，外推顺利确定平均银河系消光曲线在较短的波长和尘埃不透明度推断在较长的波长发射，提供了一个新的约束模型的星际尘埃中红外。
2020-02-06 astro-ph.GA
Properties of interstellar dust responsible for extinction laws with unusually low total-to-selective extinction ratios of Rv=1-2
众所周知，Ia型超新星的消光特性可以用陡峭的消光曲线来描述，其总消光与选择性消光之比非常低，Rv = 1.0-2.0。为了揭示导致这种特殊消光规律的星际尘埃的性质，我们应用由石墨和硅酸盐组成的双组分尘埃模型对实测消光曲线进行了拟合计算。对于粒度分布，我们考虑了幂律分布和对数正态分布两种函数形式。我们发现，由Cardelli等人（1989）的单参数公式（Rv = 2.0、1.5和1.0）导出的陡峭消光曲线，即使用简单的幂律尘埃模型（其固定幂指数为-3.5，最大截止半径分别为a_{max} = 0.13 μ m、0.094 μ m和0.057 μ m）也能合理地解释。这些最大截止半径小于a_{max} ~ 0.24 μ m，这在银河系中被认为是有效的，清楚地表明，造成陡峭消光曲线的星际尘埃高度偏向于较小的尺寸。我们表明，对数正态尺寸分布也可以导致良好的拟合与Rv = 1.0-3.1的消光曲线，通过采取适当的组合的相关参数。我们讨论了在紫外波长的消光数据是必不可少的约束星际尘埃的成分和尺寸分布。
2016-08-24 astro-ph.GA
Constraining dust formation in high-redshift young galaxies
核心坍缩超新星（SNe）被认为是宇宙中第一个重要的尘埃来源。这样的SNe预计将是主要的尘埃生产商在年轻的高红移莱曼$α$发射器（LAEs）鉴于他们的年轻的年龄，提供了一个很好的测试平台的SN尘埃形成模型在星系演化的早期阶段。我们专注于一个特定的，发光LAE的尘埃富集（Himiko，$z\simeq 6.6$），其中严格上限为$52.1~μ$ Jy（$3σ$）最近已获得ALMA连续观测在1.2毫米。我们预测其亚毫米尘埃排放使用详细的模型，遵循SN尘埃富集和破坏和平衡尘埃温度，并根据所采用的尘埃光学特性，获得单个SN产生的尘埃质量的合理上限：$m_\mathrm{d,SN} < 0.15$ --0.45 M $_\odot$。这些上限小于SN 1987 A的尘埃质量和尘埃凝聚理论的预测，这意味着在SN 1987 A中产生的尘埃在被注入到星际介质之前可能会受到反向冲击破坏。最后，我们提供了一个配方派生$m_\mathrm{d,SN}$从亚毫米观测的年轻，金属穷人的对象，其中在SN喷出物冷凝是占主导地位的尘埃形成渠道。
2014-06-26 astro-ph.GA
Constraining the neutral fraction of hydrogen in the IGM at redshift 7.5
我们提出了一个大型的光谱活动与凯克/MOSFIRE针对莱曼α发射（Ly $α$）从本质上暗淡莱曼break Galerkin（LBG）背后的12个有效的星系团透镜。引力透镜使我们能够探测更丰富的微弱星系人口敏感的Ly $α$等效宽度限制。在竞选期间，我们用MOSFIRE Y波段瞄准了70个LBG候选者，通过光度测量选择以覆盖范围$7<z<8.2$上的Ly $α$。我们在其中2个星系中探测到$S/N>5$发射线，发现它们可能是位于$z=7.148\pm0.001$和$z=7.161\pm0.001$的Ly $α$。我们提出了新的透镜模型的4个星系团，使用我们以前公布的透镜模型的其余集群，以确定源星系的放大系数。使用贝叶斯框架，采用大规模的星系际介质（IGM）的再电离模拟，以及星际介质和环星系介质的现实属性，我们推断体积平均中性氢分数，$\overline{x}_{\mathrm{HI}}$，在IGM再电离期间是$\overline{x}_{\mathrm{HI}}=0.88^{+0.05}_{-0.10}$在$z=7.6\pm0.6$。我们的结果是一致的后期和快速再电离的普朗克推断的情况。
2019-01-25 astro-ph.GA
Astro2020 Science White Paper: Probing the Structure of Interstellar Dust from Micron to Kpc Scales with X-ray Imaging
X射线机制在很大程度上是一种未充分利用的资源，用于限制星际尘埃颗粒模型，并提高我们对决定颗粒在其生命周期中如何演变的物理过程的理解。这主要是由于目前的探测器相对较低的灵敏度和高背景，限制了目标最明亮的来源。下一代X射线探测器灵敏度的提高将使我们能够以更高的角分辨率研究更微弱的源，从而在质量和数量上扩大我们的采样视线。
2019-05-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining Dark Matter-Proton Scattering from Molecular Cloud Ionization
本文利用分子Migdal效应，通过分子云电离率观测计算了暗物质-质子散射截面的限制，为强耦合暗物质子成分提供了最强限制，并首次将Migdal效应应用于天体物理系统。
2024-02-15 astro-ph.GA hep-ph
Challenges in constraining dust properties from starlight polarization
本文研究了视线方向磁场形态变化对尘埃偏振数据限制内禀尘埃性质的影响，发现LOS积分效应污染大部分数据集导致Serkowski参数偏差约10%，且偏振角恒定不保证无三维平均效应，偏振效率在E(B-V)接近0.5 mag时受投影效应抑制。
2024-11-13 astro-ph.GA
Predicting HCN, HCO + , multi-transition CO, and dust emission of star-forming galaxies: Constraining the properties of resolved gas and dust disks of local spiral galaxies
ISM是一个湍流的，多相的，多尺度的介质遵循标度关系。银河系气体盘的分析模型需要考虑到星际介质的多尺度和多相性质。它们可以被描述为在垂直流体静力平衡下的星团恒星形成吸积盘，其中面压力平衡了气体和恒星盘的重力。ISM湍流考虑到应用银河标度关系的冷原子和分子气相。湍流是通过超新星的能量注入来维持的。在给定的空间尺度下，通过确定气体的质量分数，可以计算湍流加热和线冷却之间的平衡气体温度、分子丰度和分子线发射。红外，H{ \sc i}，CO，HCN，和HCO $^+$发射的模型径向配置文件进行比较的东西，赫拉克勒斯，帝国，SINGS，和银河系的17个本地旋涡星系的观测。Toomre参数，衡量恒星形成（云坍缩）的稳定性，在相当数量的星系的内盘中超过了统一。在两个星系中，它也超过了外盘的统一。因此，在旋涡星系中，$Q_{\rm tot}=1$并不是普遍存在的。模型气体速度分散与观察到的H{ \sc i}速度分散一致。在我们的模型中，HCN和HCO $^+$已经在相对低密度的气体（$\sim 1000$ ~cm $^{-3}$）中可检测到。导出了CO和HCN的转化因子和分子气体耗尽时间。这两个转换因子与文献中的值一致。而在大质量星系的粘性时间尺度大大超过恒星形成的时间尺度，粘性时间尺度小于恒星形成的时间尺度内$\rm{R}~\sim~2~\rm{R}_{\rm d}$，盘尺度长度，在低质量星系。
2022-05-15 astro-ph.GA
Constraining the ISM properties of the Cloverleaf quasar host galaxy with Herschel spectroscopy
本文介绍了在z=2.56的三叶草类星体中对远红外线精细结构线[CII]158 $μ$ m、[OI]63 $μ$ m、[OIII]52 $μ$ m和[SiIII]35 $μ$ m的赫歇尔观测，并将它们与已发表的数据结合起来分析了该系统中的致密星际介质（ISM）。观察到的[CII]158 $μ$ m、[OI]63 $μ$ m和FIR连续通量比用光解区（PDR）模型再现，该模型的特征在于中等远紫外（FUV）辐射场$G_0=$ 0.3-1 $\times10^3$和原子气体密度$n_{\rm H}=$ 3-5 $\times10^3$ cm $^{-3}$，这取决于电离气体对[CII]158 $μ$ m的贡献。利用对[NII]122 $μ$ m跃迁的地面观测，我们评估了活动星系核（AGN）窄线区（NLR）对[CII] 158 $μ$ m通量的贡献，发现NLR对观测到的[CII]158 $μ$ m通量的贡献最多为20-30%.从原子线推断的PDR密度和远紫外辐射场与CO发射不一致，表明分子气体激发不仅仅是通过局部恒星形成的紫外加热提供的，而是需要额外的热源。探讨了活动星系核的X射线加热，我们发现，X射线主导区（XDR）模型，结合PDR模型，可以匹配CO冷却没有过度生产观测FS线发射。虽然这种XDR/PDR解决方案是有利的，因为在立体式中X射线和恒星形成的证据，我们还研究了温暖分子气体的替代品…
2016-10-02 astro-ph.GA
B-fields And dust in interstelLar fiLAments using Dust POLarization (BALLAD-POL): IV. Grain alignment mechanisms in Cocoon Nebula (IC 5146) using polarization observations from JCMT/POL-2
利用JCMT/POL-2偏振观测研究茧状星云丝状区域颗粒排列机制，发现偏振空洞主要源于RAT排列效率降低，并找到磁增强RAT机制的证据。
2025-07-09 astro-ph.GA
Constraining the Radio Properties of the $z$=6.44 QSO VIK J2318$-$3113
最近在快速ASKAP连续巡天（RACS）中发现了红移为$z=6.44$的类恒星天体（QSO）VIKING J231818.3 $-$ 311346（以下简称VIK J2318 $-$ 3113），发现了它的无线电噪声性质，使其成为迄今为止已知的最遥远的此类天体之一。通过使用来自银河系和质量大会23 $^\mathrm{h}$场的多次无线电调查以及专门后续行动的数据，我们能够将VIK J2318 $-$ 3113的无线电频谱限制在观测范围$\sim$ 0.1--10 GHz内。在高频（观测帧中为0.888- 5.5 GHz），类星体呈现陡峭的谱（$α_{\rm r}$ =1.24，有$S_ν\propto ν^{-α_{\rm r}}$），而在低频（观测帧中为0.4- 0.888 GHz），它几乎是平坦的。整个频谱可以用一个曲线函数来模拟，其静止帧周转率约为5 GHz，或者用一个平滑变化的双幂律来模拟，该双幂律在静止帧中断频率约为20 GHz以下是平坦的，而在静止帧中断频率以上则明显变陡。根据所采用的模型，我们估计VIK J2318 $-$ 3113的射电喷流必须有几百年的历史，在营业额的情况下，或少于几个$\times$ 10 $^4$年，在频谱中断的情况下。在两个频率（888 MHz和5.5 GHz）下进行了多次观测，我们进一步研究了先前报道的该源的无线电变化。我们发现，轻微显着…
2022-03-15 astro-ph.GA
Constraining Millimeter Dust Emission in Nearby Galaxies with NIKA2: the case of NGC2146 and NGC2976
研究利用 NIKA2 在 1.15 和 2 毫米对 NGC2146、NGC2976 成图，并以贝叶斯 SED 建模揭示尘埃温度、发射率与恒星形成活动的关系。
2023-10-05 astro-ph.GA
Constraining the cosmic-ray ionization rate and their spectrum with NIR spectroscopy of dense clouds -- A test-bed for JWST
低能量宇宙射线（CR）控制着恒星形成的致密分子云中的热化学状态以及气体和磁场之间的耦合。然而，目前对低能CR谱（$E \lesssim 1$ GeV）和相关CR电离率的估计是高度不确定的。我们申请，第一次，一个新的方法来约束CR电离率和CR光谱形状使用H $_2$振转线冷分子云。利用MMT上的MMIRS仪器，我们获得了四个致密岩心G150，G157，G163，G198中六个位置的深近红外（NIR）光谱，柱密度为$N_{\rm H_2} \approx 10^{22}$ cm $^{-2}$。对于不同的目标，我们在$I = 5.9 \times 10^{-8}$到$1.2 \times 10^{-7}$的范围内推导出H $_2$ $(1-0)$ S（0）线（2.22 $μ$ m）亮度的3个$σ$上限。使用CR传播的分析模型和数值模型，我们将这些转换成上限的CR电离率在云的内部，$ζ= 1.5$到$3.6 \times 10^{-16}$的$^{-1}$，和低能量的星际CR质子，$α= -0.97$到$-0.79$的光谱斜率的下限。我们表明，虽然MMT由于高大气噪声而无法检测到H $_2$线，但JWST/NIRSpec将能够有效地检测CR激发的H $_2$线，使其成为约束其他难以捉摸的低能量CR的理想方法，揭示CR的来源和传播模式。
2022-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Measuring metal sulfides in interstellar dust with PRIMA
本文评估用 PRIMA/FIRESS 低分辨率吸收观测探测 MgS、FeS 等金属硫化物，以揭示星际尘埃硫储库及其与太阳系小天体的联系。
2025-09-02 astro-ph.GA astro-ph.IM
Disentangling interstellar plasma screens with pulsar VLBI: Combining auto- and cross-correlations
脉冲星的闪烁可以让我们一窥星际介质中的小尺度等离子体结构，如果我们能从闪烁图案中推断出它们的性质的话。使用甚长基线干涉测量并在延迟延迟率空间中工作，其中图像对干涉图案的贡献变得局部化，如果单个高度各向异性的散射屏幕负责闪烁，则可以确定散射图像在天空中的散射几何形状和分布。然而，许多雷达受到更复杂的散射环境的影响，这种方法无法使用。我们提出了一种新的技术来重建的脉冲星的散射通量和解决散射几何在这些情况下，通过相结合的单站强度的互相关干涉vibrations。这利用了以下事实：考虑延迟-延迟率空间中的单个图像对，亮度对图像角位移的和敏感，而互相关的强度对差敏感，使得它们的组合可以用于定位该对的两个图像。我们表明，这种技术是能够重建的PSR B 0834 +06公布的散射几何形状，然后将其应用到更复杂的散射系统的模拟，在那里我们发现，它可以区分功能，从不同的散射屏幕，即使多个屏幕的存在是不明显的动态频谱的傅立叶变换。这种技术将使我们能够更好地了解星际介质内的散射分布，并将当前的散射测量技术，如模拟闪烁和限制脉冲星发射的位置，应用于目前缺乏对散射环境的了解而无法使用这些技术的源。（节略）
2018-10-16 astro-ph.GA astro-ph.IM
Measuring interstellar turbulence in fast radio burst host galaxies
湍流是星系星际介质的重要组成部分，对星系的能量收支有重要贡献，并作为恒星形成的调节器。尽管如此，人们对ISM动荡的经验了解甚少。在银河系中，多个示踪剂被用来重建密度和速度波动功率谱在一个巨大的范围内的尺度，但问题仍然是这些波动的性质在最小的尺度。我们对遥远星系的ISM更是知之甚少，在那里只有少数的湍流示踪物，如光学复合线的非热加宽，是可以接近的。我们探索使用无线电波散射的快速射电暴（FRB）添加第二个探测的湍流在河外星系的尺度上许多数量级小于探测发射线宽度。我们首先发展的形式主义比较FRB的散射措施，在主星系ISM的密度和速度波动的替代探头。然后，我们应用这种形式主义的三个FRB与详细的主机星系分析的文献中，确定是否FRB散射主机星系内的探测器相同的湍流级联中看到的气体H ${\rm α}$发射的主要动机。在我们考虑的所有情况下，我们发现这样的关联是合理的，尽管在其中一个源FRB 20121102 A中，湍流能量的无线电散射限制比H ${\rm α}$线宽的约束要小得多。我们预计，未来的FRB调查，特别是那些在1 GHz以下的频率，将发现许多FRB，照亮河外ISM的小尺度属性。
2021-07-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
A first taste of MEAD (Measuring Extinction and Abundances of Dust) -- I. Diffuse Milky Way interstellar dust extinction features in JWST infrared spectra
本文基于JWST光谱首次发现9条弥漫银河系视线中10 μm硅酸盐特征与尘埃中Mg、Fe、O柱密度强相关，测定了硅酸盐化学计量比，并初步探测到碳氢化合物与水冰特征。
2024-12-18 astro-ph.GA
Constraining the Milky Way's Pulsar Population with the Cosmic-Ray Positron Fraction
对与附近的恒星相关的TeV晕的观测表明，这些天体向星际介质注入了大量的高能电子-正电子对，从而可能对宇宙射线正电子通量做出了主要贡献。在本文中，我们使用AMS-02合作组测量的宇宙线正电子分数来约束本地脉冲星的人口特征。对于合理的模型参数，我们发现，我们可以得到很好的协议与测量的正电子分数高达$E_e \sim 300 \, {\rm GeV}$的能量。在更高的能量下，正电子分数主要由少量的正电子组成，这使得很难可靠地预测预期正电子分数的形状。低能正电子能谱支持了这样的结论：类星体通常将其总自旋下降功率的大约$η\sim 5-20\%$转移到非常高能量的电子-正电子对的产生中，产生具有硬谱指数$α\sim 1.5-1.7$的这种粒子的谱。这样的转子通常在$τ\sim 10^4 \, {\rm years}$量级的时间尺度上减速。我们的最佳拟合模型中，无线电和伽马射线束从恒星是检测到28%和62%的周围观察者，分别。
2023-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Spatially-resolved interstellar dust properties in the face-on spiral galaxy M 99 as observed by NIKA2
Sterrenkundig Observatorium Universiteit Gent（根特大学天文台）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CEA（法国原子能及替代能源委员会）；CNRS（法国国家科学研究中心）；AIM（天体物理学研究所）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；Laboratoire Lagrange（拉格朗日实验室）；School of Physics and Astronomy, Cardiff University（卡迪夫大学物理与天文学院）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）；LPSC-IN2P3（粒子与核物理实验室）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Aix Marseille Univ（艾克斯-马赛大学）；CNES（法国国家空间研究中心）；LAM（天体物理实验室）；Institut Néel（内尔研究所）；Institut de RadioAstronomie Millimétrique (I（毫米波射电天文学研究所）
利用NIKA2观测M99星系，研究尘埃光谱指数、质量及颗粒特性空间变化，发现尘埃β值随密度变化，小颗粒比例与星际辐射场反相关，同步辐射指数与宇宙射线电子老化一致。
2026-02-23 astro-ph.GA
Constraining the magnetic field properties of Bok globule B335 using SOFIA/HAWC+
由于它们定义明确的形状和大多数孤立的位置，博克球状体是研究低质量恒星形成物理学的合适对象。为了研究原型博克球B335的磁场，我们用SOFIA/HAWC+在214 $\,μ$ m波长处获得了空间分辨的偏振图。这些观测首次揭示了博克球中的偏振空穴，即朝向其致密中心的偏振度减小，也发生在远红外波长区域。所观察到的偏振模式是均匀的，平均偏振角为48 $^\circ\pm $ 26 $^\circ$，磁场强度为$\sim$ 142 $\,μ$ G。此外，我们使用互补的极化数据B335在近红外毫米波长的分析和约束的磁场跨越不同的尺度。通过应用3D Monte-Carlo辐射传输代码POLARIS（Reissl等人，2016），我们开发了一个用于该球状体的密度和磁场结构以及尘埃特性的模型。我们得出结论，B335中心的柱密度太低，无法通过二向色吸收在B335中产生观察到的偏振孔（Brauer等人，2016）。此外，我们得出结论，自散射的效果没有显着的影响所观察到的偏振。通过辐射力矩机制采用尘埃颗粒排列，星际辐射场和中央恒星作为辐射源的组合与B335外部区域（距离核心$\approx\,$ 10 $^4\,$ au）偏振度的降低一致。然而，该模型未能解释内5000 au的低偏振度。
2020-12-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Constraining the origin of the rising cosmic ray positron fraction with the boron-to-carbon ratio
根据PAMELA和AMS的测量，宇宙射线正电子分数在10 GeV以上的快速上升，表明附近存在高能正电子的主要来源，如电子束或湮灭/衰变的暗物质。相比之下，通过宇宙射线在星际介质中碰撞产生的次级正电子的光谱预计会随着能量的迅速下降，因此无法解释观测到的上升。然而，有人提出，次级正电子可以产生，然后在附近的超新星遗迹中加速，这可能解释了观测到的上升，而不需要初级正电子源。然而，如果次级正电子在这样的冲击中被加速，其他次级宇宙射线物质（如硼核和反质子）也将被加速，导致硼与碳和反质子与质子的比率上升。然而，PAMELA和AMS合作测量的硼碳比没有显示出这种上升的迹象。有了这些新的数据，我们重新审视了上升正电子分数的二次加速方案。假设相同的超新星遗迹同时加速了轻核（质子、氦）和较重的宇宙射线物质，我们发现，在观测到的正电子分数的上升中，不超过25%是由这种机制引起的（在95%的置信水平上）
2014-03-04 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Constraining the physical properties of gas in high-z galaxies with far-infrared and submillimetre line ratios
利用高分辨率宇宙学模拟与辐射传输后处理，研究高红移星系远红外谱线比，发现[CII]/[NII]122可示踪光致离解区性质，[NII]/[NIII]示踪温度，[OIII]52/[OIII]88示踪HII区密度，含[OIII]88的比值对高速外流敏感。
2024-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Cosmic-ray Transport with Observations of the Circumgalactic Medium
最近的理论研究预测，低红移的$\sim L_*$星系周围的环星系介质（CGM）可能有大量的非热压力支持的形式宇宙射线。然而，这些预测是敏感的宇宙射线传输的具体模型，这是理论和观测不足的约束。在这项工作中，我们提出了一个新的观测约束计算的径向平均，有效的宇宙射线传输率，$κ_{\rm min}^{\rm eff}$的下限。在广泛的假设下（只要宇宙射线在银盘中不损失其能量的显著部分，无论宇宙射线压力在CGM中是否重要），我们证明了$κ_{\rm min}^{\rm eff}$和三个可观测的星系属性之间的明确关系：总氢柱密度，平均恒星形成率和气体圆周速度。我们使用一套FIRE-2星系模拟与各种宇宙射线传输物理证明，我们的分析模型的$κ_{\rm min}^{\rm eff}$是一个强大的下限的真实宇宙射线传输率。然后，我们应用我们的新模型来计算星系中的COS-Halos样本的$κ_{\rm min}^{\rm eff}$，并确认这已经揭示了有力的证据，有效的传输率迅速上升远离星际介质的值$κ_{\rm min}^{\rm eff}\gtrsim 10^{30-31}\,{\rm cm}^2\,{\rm s}^{-1}$（对应于各向异性流速度的$v^{\rm stream}_{\rm eff} \gtrsim 1000\,{\rm km}\,{\rm s}^{-1}$）在弥漫CGM，在碰撞…
2023-03-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the halo-ISM connection through multi-transition carbon monoxide line-intensity mapping
本研究结合Radex代码与高斯过程模拟器构建CO发射暗物质晕模型，验证多波段COMAP巡天及Triple Deluxe扩展版可反演晕质量与CO丰度关联、约束星际分子气体性质，凸显多频率LIM仪器的重要性。
2023-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA reveals diverse dust-to-gas mass ratios and quenching modes in old quiescent galaxies
本研究利用ALMA观测17个宁静星系，通过尘埃与分子气体质量比揭示其冷星际介质在熄灭后独立演化且无首选熄灭模式，挑战了将尘埃连续谱作为分子气体示踪剂的做法。
2025-09-12 astro-ph.GA
CO excitation of normal star forming galaxies out to z=1.5 as regulated by the properties of their interstellar medium
利用IRAM PdBI对4个星系的CO[2-1]、CO[3-2]和CO[5-4]跃迁的观测，包括对其中3个星系的CO[1-0]跃迁的VLA观测，研究了z=1.5的正常恒星形成盘星系的CO激发，目的是限制H2气体的平均态。利用CO排放的速度范围，空间范围和大小的先验知识，我们测量了可靠的线通量与S/N>4-7的个人过渡。虽然平均CO谱线能量分布（SLED）具有类似于银河系（MW）直至CO[3-2]的亚热激发，但我们表明平均CO[5-4]发射比假设的MW激发强四倍。这表明存在一种额外的成分，即更受激发、密度更大、可能更热的分子气体。CO[5-4]与低J CO发射的比率低于本地（U）LIRG和高红移SMG，与辐射场的平均强度<U>和恒星形成表面密度密切相关，但与SF效率（SFE）无关。CO[5-4]光度与LIR在4个数量级上呈线性相关，z=1.5 BzK的星系与本地螺旋星系、（U）LIRGs和高红移恒星爆发SMG有相同的趋势。因此，CO[5-4]的光度与致密气体的经验相关，并且可能是一种比标准的高密度示踪剂更方便的探测方法，这些示踪剂比CO要暗得多。我们看到我们的样本星系之间的激发变化，这可以与它们的演化状态和光学静止帧图像中的块状联系起来。在一个星系中，我们看到了空间分辨的激发变化，其中星系中更高激发的部分对应于大质量SF团块的位置。这支持的模型表明，巨块的高激发CO排放的主要来源，在…
2015-01-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observed cosmic evolution of galaxy dust properties with metallicity and tensions with models
星际介质中的尘埃丰度在星系物理、物质的化学演化以及恒星光的吸收和再发射中起着重要的作用。在过去的几年里，观测和理论研究激增，将星系的尘埃丰度限制在$z\sim5$以内。在这项工作中，我们收集了最新的观测测量（重点是吸收研究，涵盖金属丰度范围$6.8 < 12 + \log{(O/H)}<9$）和理论预测（从六个不同的星系形成模型）的尘埃气体（DTG）和尘埃金属（DTM）比的星系。DTG和DTM与气相金属丰度之间的观测趋势可以用线性关系来描述，并且没有显示出从$0<z<5$的演化。重要的是，DTG金属丰度关系的拟合为从毫米尘埃连续观测推断的基于尘埃的气体质量估计提供了一个精确的工具。在观测到的关系中缺乏演化表明，尘埃的形成和破坏之间迅速达到了平衡（当宇宙年龄为1.2 Gyr时），并且在宇宙时间内，恒星形成的时间尺度是恒定的。没有一个模型能够重现在金属丰度和红移探测的整个范围内观察到的趋势。模型和模拟之间的比较，进一步排除了一些目前的实现星系形成模型中的尘埃的生长和破坏，并对恒星形成的预测时间尺度进行了严格的限制。
2022-03-17 astro-ph.GA
Magnetic Properties of Dust Grains, Effect of Precession and Radiative Torque Alignment
尘埃颗粒在天体物理环境中的排列导致星光的偏振以及尘埃辐射的偏振。我们证明了在晶粒排列理论的进步，允许使用的线性和圆偏振探测不仅磁场，而且灰尘成分，灰尘环境等，我们重新审视的过程中的晶粒排列的辐射扭矩（RAT），并专注于通过观察约束磁化率的晶粒。我们讨论的可能性，观测测试的磁性颗粒的排列变化，从相对于磁场的辐射方向。这为限制RATs理论的不确定参数提供了可能性，也为测量星际介质和星周区域的磁场提供了一种新的方法。我们提供了一个详细的讨论由磁场和各向异性辐射引起的进动，并重新访问了一些关键过程相关的磁响应的晶粒。我们认为，在硅酸盐和碳质颗粒的磁弛豫速率增加的各种影响。特别是，我们发现了一个新的松弛过程中的内部磁化的振幅的变化在一个摆动的三轴晶粒，并确定一个范围内的晶粒尺寸，这种效果可以占主导地位的内部对齐的角动量内晶粒轴。我们发现，这些松弛过程显着改变了动态的RAT的存在下，晶粒。我们应用我们的分析观察到的颗粒排列在特殊的环境中，把约束的增强磁性的尘埃颗粒在云附近的超新星，彗星彗发，和原行星盘。
2019-08-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dissociative Recombination of Rotationally Cold OH$^+$ and Its Implications for the Cosmic Ray Ionization Rate in Diffuse Clouds
本文在低温存储环上测量转动冷基态OH$^+$的离解复合速率，发现其显著高于既有实验与理论值，并据此将弥散云宇宙射线电离率上调至$(6.6\pm1.0)\times10^{-16}\\,\mathrm{s}^{-1}$，表明星际云屏蔽更强。
2023-09-29 astro-ph.GA astro-ph.IM
The cold interstellar medium of a normal sub-$L^\star$ galaxy at the end of reionization
本研究利用ALMA及JWST多波段观测，结合引力透镜效应探测到z=6.07的暗弱亚$L^\star$星系的冷星际介质性质，验证了相关模型预测，为研究再电离时期暗弱星系族群提供了观测基准。
2024-02-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
