z~2超晶格中水冰、碳氢化合物和3.3 μ m PAH的探测

宽红外光度范围星系的PAH 3.3 μ特征与恒星形成活动的关系

A relation of the PAH 3.3 um feature with star-forming activity for galaxies with a wide range of infrared luminosity

对于恒星形成星系，我们研究了3.3 μ m多环芳烃（PAH）发光光度L_PAH3.3和红外（8-1000 μ m）发光光度L_IR之间的关系，以了解PAH 3.3 μ m特征与恒星形成活动之间的关系。利用AKARI对184个L_IR \sim为10^8 - 10^13 L_sun的星系进行了近红外（2.5-5 μ m）光谱测量。我们将样品分为红外星系（IRGs; L_IR <10 ^11 L_sun）、亮红外星系（LIRGs; L_IR \sim 10 ^11 - 10 ^12 L_sun）和超亮红外星系（ULIRGs; L_IR > 10 ^12 L_sun）。根据PAH发射特征的静止坐标系等效宽度（< 40 nm）和代表连续谱发射斜率的幂律指数（Gamma > 1; F_nu \propto lambda^Gamma），我们排除了可能被活动星系核活动污染的源。其中13个IRG、67个LIRG和20个ULIRG在λ_rest= 3.3 μ m处有PAH发射特征。我们发现L_PAH3.3/L_IR比值向发光端显著减小。利用尘埃颗粒的质量和温度以及星系的BrAlpha发射，我们讨论了L_IR中PAH发射相对减少的原因。

多环芳烃作为恒星形成率指示剂

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons as Star Formation Rate Indicators

由于ISO和Spitzer的图像和光谱提供了越来越高的中红外（MIR）和多环芳烃（PAH）发射的星系和银河系和银河系外区域的保真度表示，更系统的努力一直致力于确定是否在这个波长区域的发射可以作为一个可靠的恒星形成率指标。这也是对斯皮策太空望远镜在冷阶段积累的对遥远星系的广泛调查的回应。到目前为止，结果有些矛盾，反映了多环芳烃和中红外辐射尘埃的复杂性质。当试图根据星系和恒星形成区的中红外辐射来定义恒星形成率指标时，面临的两个主要问题是：（1）PAH辐射对金属丰度的强烈依赖;（2）与当前恒星形成无关的演化恒星星族对PAH尘埃的加热。我回顾了该领域的现状，特别关注这两个问题，并将尝试量化每个校准的中红外发射作为恒星形成率指标的影响。

3.3微米PAH辐射作为恒星形成率指示器

The 3.3 micron PAH Emission as a Star Formation Rate Indicator

多环芳烃（PAH）的发射特征在恒星形成星系的中红外光谱中占主导地位，可以用于校准恒星形成速率和诊断颗粒的电离状态。然而，PAH 3.3微米特征没有像其他PAH特征那样被研究得那么多，因为它比其他特征更弱，并且位于Spitzer能力之外。为了检测和校准3.3微米的PAH排放，并调查其作为恒星形成率指标的潜力，我们进行了AKARI任务计划，AKARI mJy河外星系无偏巡天（AMUSES），并将其样本与各种文献样本进行比较。我们获得了20个混合SED类的通量受限星系的2 ~5 μ m低分辨光谱，其中3个星系探测到了3.3 μ m的PAH辐射。对于AMUSES和文献样本的组合样本，3.3微米的PAH光度与恒星形成星系的红外光度相关，尽管散射很大（1.5 dex）。这种相关性在超亮红外星系（ULIRGs）的区域似乎被破坏了，并且3.3微米PAH光度作为红外光度的代理的能力在log[L（PAH 3.3）/（erg/sec）] >-42.0时受到阻碍。这种偏差的相关性的可能的起源进行了讨论，包括活动星系核和强烈模糊的YSO的贡献，以及在ULIRGs的PAH分子的破坏。

The Ionization and Destruction of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Powerful Quasars

We reanalyze the mid-infrared (5-40 $μ$m) Spitzer spectra of 86 low-redshift ($z < 0.5$) Palomar-Green quasars to investigate the nature of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) emission and its utility as a star formation rate (SFR) indicator for the host galaxies of luminous active galactic nuclei (AGNs). We decompose the spectra with our recently developed template-fitting technique to measure PAH fluxes and upper limits, which we interpret using mock spectra that simulate the effects of AGN dilution. While luminous quasars can severely dilute and affect the detectability of emission lines,…

z~1的多环芳烃（PAH）发光星系

Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) luminous galaxies at z~1

利用AKARI多波长中红外巡天，我们根据PAH光度识别z> 0.5的亮星暴星系，并研究这些PAH选择的星暴的性质。AKARI对北黄道极（NEP）进行的河外调查，即NEP-Deep调查，是独一无二的，因为它使用了红外照相机（IRC）的所有9个测光波段，从2到24微米的全面波长覆盖范围。这项调查使我们能够光度识别星系的中红外发射明显占主导地位的多环芳烃。我们提出了一个单一的颜色选择方法来识别这样的星系，使用两个中红外线流量比在11- 7微米和15- 9微米（PAH-连续通量比在休息帧），这是有用的，以确定星暴星系在z~0.5和1，分别。我们执行的光谱能量分布（SED）从光学到中红外波长的拟合，使用一个进化的星爆模型与适当的治疗辐射转移（SBURT），以调查其性质。SBURT模型再现了超过一半的PAH选定星系观察到的光学到中红外SEDs。基于8 μ m的光度，我们在PAH选择星系中发现了超亮红外星系（ULIRGs）。它们的PAH光度高于当地ULIRGs具有类似的光度，和PAH的总红外光度比是一致的亮度较低的星暴星系。他们是一个独特的星系人口在高红移，我们称这些PAH选择ULIRGs“PAH发光”星系。虽然它们的质量不如z~2的亚毫米星系，但它们的恒星质量大于3 × 10 ^{10} Msun，因此质量适中。

星际激波中的多环芳烃处理

Polycyclic aromatic hydrocarbon processing in interstellar shocks

背景：多环芳烃似乎是一种普遍存在的星际尘埃成分，但冲击波对它们的影响从未得到充分研究。目的：为了研究星际激波中高能（~0.01-1 keV）离子（H、He和C）和电子碰撞对多环芳烃（PAH）的影响，我们计算了在50-200 km/s的星际激波中，离子-PAH和电子-PAH的核力和电子相互作用。结果如下：星际多环芳烃（Nc = 50）在速度大于100 km/s的冲击中无法生存，而更大的多环芳烃（Nc = 200）在速度大于/等于125 km/s的冲击中会被破坏。对于~75 - 100 km/s范围内的冲击，破坏不完全，PAH结构可能会因失去重要部分（20-40%）的碳原子而严重变性。我们得出银河系典型的PAH寿命为几× 10^8年。这些结果是强大的，独立的一些关键参数的不确定性，还没有得到很好的实验确定。结论：对冲击区多环芳烃排放的观察表明，这种排放要么出现在冲击区之外，要么这些地区夹带着密度更大的团块，除非它们在冲击气体中完全消融和侵蚀，否则这些团块会使灰尘和多环芳烃在极端环境中生存。

JWST CEERS数据中的多环芳烃（PAH）发光星系

Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) luminous galaxies in JWST CEERS data

本研究利用JWST CEERS数据识别出十个由中红外PAH发射主导的星系，发现它们是红移约为1的正常恒星形成星系，证明JWST能探测到非超亮红外星系的PAH发射。

空间分辨的河外恒星形成复合体中的多环芳烃

Polycyclic aromatic hydrocarbons in spatially resolved extragalactic star forming complexes

自从首次获得河外天体的详细红外数据以来，低金属量和高金属量星系中多环芳烃的丰度一直受到广泛讨论。在整个星系的尺度上，经常观察到低金属量星系中的PAH丰度较小。我们研究这种关系，在附近的星系中的恒星形成区域，包含200多个HII复合物的样本，使用空间分辨的观测从赫歇尔空间天文台和斯皮策太空望远镜。我们使用一个沙尘排放模型来估计物理参数（多环芳烃丰度、金属丰度、紫外辐射场等）。这些复合物。PAH丰度与金属丰度的相同相关性，如整个星系所见，显然是保存在较小的尺度，至少当使用Kobulnicky & Kewley金属丰度校准。我们讨论了这种相关性的可能原因，注意到低金属丰度AGB恒星中不太有效的PAH形成的痕迹应该被星系盘中的径向混合所掩盖。有效的破坏，更难和更强的紫外线场在低金属环境中是定性与我们的数据相一致，紫外线场强度，来自红外光度法，确实是较小的HII配合物与较低的金属。

在热气体中加工多环芳烃

Polycyclic aromatic hydrocarbon processing in a hot gas

背景：多环芳烃被认为是星际介质中普遍存在的重要尘埃成分。然而，他们在热（冲击后）气体中浸泡的影响以前从未被充分研究过。目的：研究高能离子和电子碰撞对星际激波后热激波后气体中多环芳烃的影响。研究方法：我们计算了在H II区和热的激波后气体中，在10^3 ~ 10^8 K的温度范围内，高于碳原子损失阈值的离子-PAH和电子-PAH的核和电子相互作用。结果：PAH的破坏在低温（T <3 × 10^4 K）下主要由He碰撞引起，在高温下主要由电子碰撞引起。当温度低于10^6 K时，较小的多环芳烃被破坏得更快，但在更高的温度下，所有多环芳烃的破坏速率大致相同。在稀薄的热气体（n_H ~ 0.01 cm^-3，T ~ 10^7 K）中，PAH的寿命约为1000年，比这类天体的典型寿命短几个数量级，这是典型的星系外流日冕气体。结论：在高温气体中，多环芳烃主要通过电子碰撞而不是通过吸收高温气体中的X射线光子而被破坏。多环芳烃的腐蚀是通过从分子外围损失C_2而发生的，从而保留了芳香结构。只有当排放的多环芳烃从尚未暴露于热气体的全部效应的致密、夹带的团块中烧蚀时，才有可能观察到一百万度或更高温度的气体中的多环芳烃排放。

斯皮策小麦哲伦云巡天（S3MC）：对多环芳烃生命周期的洞察

The Spitzer Survey of the Small Magellanic Cloud (S3MC): Insights into the Life-Cycle of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

我们提出的结果建模灰尘SEDs整个SMC的目的是映射在低金属含量的环境中的多环芳烃的分布。使用斯皮策巡天的SMC（S3 MC）测光从3.6-160微米以上的主要恒星形成区域的机翼和酒吧随着光谱映射从5-38微米从斯皮策光谱巡天的SMC（S4 MC）在选定的区域，我们建立模型的灰尘SED和发射光谱，以确定在整个SMC的多环芳烃尘埃的分数。我们使用重叠的光度和光谱的区域来测试从SED拟合单独确定的PAH分数的可靠性。与银河系相比，SMC中的PAH分数较低，并且可变-分子云中的分数相对较高（q_PAH~1-2%），弥漫ISM中的分数较低（<q_PAH>=0.6%）。我们使用的多环芳烃馏分在SMC的地图，以测试一些想法的生产，销毁和处理的多环芳烃在ISM。我们发现PAH分数和碳AGB星的分布，超巨星H I壳和年轻的SN遗迹的位置，或湍流的马赫数之间的相关性弱或没有。我们发现，PAH馏分与CO强度，在尘埃表面密度和分子气体表面密度的峰值，确定从160微米的排放。PAH分数是高的活跃的恒星形成的地区，其相关性与分子气体预测，但在H II地区被抑制。由于PAH馏分中的扩散ISM一般是非常低的-根据以前的工作建模的SED的SMC-和PAH馏分是相对较高的分子区域，我们建议，多环芳烃被破坏的扩散ISM的SMC和/或多环芳烃形成的分子云。我们讨论了这些意见的影响，我们的理解PAH的生命周期，特别是在低…

亚毫米波星系的中红外光谱：大质量高红移星系中扩展的恒星形成

Mid-Infrared Spectroscopy of Submillimeter Galaxies: Extended Star Formation in Massive High Redshift Galaxies

利用Spitzer红外光谱仪研究了24个亚毫米波半导体镓的中红外光谱性质和能量学性质。这是斯皮策IRS观测到的最大的SMG样本，涵盖了z ~ 0.65-3.2的红移范围内的SMG的放射性识别种群的全部性质。我们在80%以上的样本中观察到多环芳烃（PAHs）的广泛排放特征。我们发现，中等的中红外光谱可以很好地用一个具有额外幂律的星爆分量Fnu ~ nu^-2来描述，这可能代表活动星系核对辐射热光度的贡献小于32%。因此，我们的研究结果证实，星暴活动占主导地位的太阳黑子的热光度。我们发现SMG在9.7um处的硅酸盐吸收比本地ULIRG弱。我们还发现SMG中的6.2um PAH发射（相对于7.7um PAH特征）比本地核星爆更强，这可能是由于SMG视线沿线的冰消光较低。这表明SMG的连续谱和多环芳烃发射区域比局部星爆和类似发光的低红移ULIRG更不模糊。我们解释这些结果作为证据的冷，暖尘埃在SMG更广泛的分布相比，更紧凑的发射区域在本地ULIRGs和星爆。总之，这些结果表明，SMG不是简单的高红移本地ULIRG或核星暴的类似物，而是它们似乎有类似于在z~0的不太极端的恒星形成环境中看到的恒星形成-这表明它们的强烈活动分布在比本地ULIRG中的~1-kpc核爆发大得多的区域。

用CO和Spitzer中红外光谱干涉观测探测z~1超亮红外星系的星际介质

Probing the Interstellar Medium of z~1 Ultra-luminous Infrared Galaxies through Interferometric Observations of CO and Spitzer Mid-infrared Spectroscopy

我们探讨了气体，尘埃和恒星形成之间的关系，在一个样本的12个超亮红外星系（ULIRGs）在高红移相比，类似的样本的本地星系。我们提出了新的CO观测和/或斯皮策中红外光谱为6 - 70微米选定的星系在z~1，以量化的分子气体库的性质，活动星系核（AGN）的贡献，中红外光度和恒星形成效率（SFE=LIR/L 'CO）。中红外光谱显示出强的多环芳烃（PAH）发射，我们的光谱分解表明活动星系核对中红外光度的贡献很小（<25%）。70微米选定的ULIRGs，我们发现光谱的密切对，观察到有高的SFE，类似于本地ULIRGs和高红移亚毫米星系，符合增强的红外光度由于正在进行的重大合并。结合已有的本地和高红移ULIRGs的观测，我们进一步比较PAH，IR和CO的光度。我们发现，LPAH6.2/LIR的比例随着本地和高红移星系的红外光度的增加而降低，但高红移星系的趋势被转移到更高的红外光度;在给定的LIR的平均LPAH6.2/LIR的比例是高红移的3倍。当我们用分子气体标准化时，我们发现这种趋势在所有红移的星系中是一致的，并且分子气体与PAH尘埃排放相关。在其他研究中[CII]与分子气体比率中看到的类似趋势表明，PAH排放，像[CII]一样，即使在高红移下仍然是光解区域的良好示踪剂。CO、PAH和远红外精细结构谱线的共同作用将有助于高红移星系中星际介质的研究。

Seyfert 2星系中心区的多环芳烃NGC1808

Polycyclic Aromatic Hydrocarbon in the Central Region of the Seyfert 2 Galaxy NGC1808

我们提出中红外（MIR）光谱的塞弗特2（Sy 2）星系NGC 1808，获得与双子座的热区相机摄谱仪（T-ReCS）在26 pc的空间分辨率。高空间分辨率使我们能够检测到明亮的多环芳烃（PAHs）排放量在8.6微米和11.3微米的星系中心（26 pc），半径为70 pc的核心。光谱中还出现[Ne ii] 12.8微米离子线和H2S（2）12.27微米分子气体线。我们发现，多环芳烃的轮廓类似于Peeters的A类，线峰向蓝移。PAH谱线分布的差异也表明，在位于核的26 pc NE的区域中的分子更多地处于中性而不是电离状态，而在核的26 pc SW，分子主要处于电离状态。除去星系的贡献后，核光谱可以用Nenkova的clupletorus模型表示，表明NGC 1808的核有一个尘埃环结构，云的角分布为σ = 70度，观测者的视角i = 90度，外半径R 0 = 0.55 pc。沿视线方向的柱密度为NH = 1.5 x 10^24 cm-2，这足以阻挡来自活动核的硬辐射，并解释了NGC 1808活动核附近存在PAH分子的原因。

特征强度映射：所有星系在宇宙时间上的多环芳烃发射

Feature Intensity Mapping: Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Emission from All Galaxies Across Cosmic Time

本文提出特征强度映射技术，扩展线强度映射至宽谱特征，利用PAH发射带实现三维强度映射，并预测SPHEREx和PRIMA任务可实现高信噪比探测。