Regularly Spaced Infrared Peaks in the Dusty Spirals of Messier 100
斯皮策太空望远镜拍摄的M100的IRAC图像显示了许多长的细丝和规则间隔的团块，这表明相关的云复合体是由冲击和积累的气体中的大规模引力不稳定性形成的。光学图像没有暗示这种潜在的规律性。近红外（NIR）团块之间的典型间距为~410 pc，这是团块直径的~3倍，与临界线密度细丝中的最快生长模式一致。在最明显的27个灯丝和其他地方测量了数百个团块的IRAC大小和颜色。团块的颜色表明，尘埃与弥漫的气体，PAH排放和恒星形成的局部加热有关。在同一个灯丝上相邻的簇有相似的大小。沿纤维长度方向存在许多团块，表明纤维的年龄是一致的。这些观测结果支持了一个模型，即星际气体系统地积累了超过几千秒差距的长度，形成螺旋状的细丝，自发地坍缩成巨大的云和恒星复合体。光学波长主要显示不规则的尘埃碎片，HII区域，以及这些原始形成地点下游的恒星形成。
2018-06-23 astro-ph.GA
Influence of the Environment on PAH Emission in Star-Forming Regions
利用Spitzer卫星上的红外光谱仪研究了多环芳烃（PAHs）在不同金属丰度环境中的排放特性。本地巨大的HII区域被用作参考，因为它们可以访问不同的星际介质组件，有助于恒星形成星系的中红外光谱：光解离区域（PDR），光电离气体，星团，和嵌入区域。我们考虑了三个天体，银河系中的NGC 3603，大麦云云中的剑鱼座30，以及小麦哲伦云中的N66。从多环芳烃/14 μ m比值的变化可以看出，当[NeIII]/[NeII]>3时，多环芳烃在电离气体中被破坏。从PAH/Hu-α比值的变化，我们发现，在巨大的HII区的PAH排放源遵循相同的光破坏规律，无论金属丰度。然后，我们将这些结果与星暴星系，HII星系和蓝色致密矮星系（BCD）的观测结果进行比较。虽然集成的中红外光谱的BCD是让人想起一个温暖的尘埃电离气体，我们观察到一个显着的贡献，PAH排放在星爆星系，是不是所产生的PDR。
2010-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Line Emission from Radiation-Pressurized HII Regions I: Internal Structure and Line Ratios
发射线比率[OIII]5007/H-beta和[NII]6584/H-alpha已被用作区分发射线星系中根本不同的电离机制的经验方法。然而，这些诊断的详细解释需要计算发射HII区域的内部结构，这些计算取决于辐射压力和恒星风的相对重要性的假设。在本文中，我们构建了一个准静态的HII区模型，探讨如何选择这些参数改变HII区的发射线比。我们发现，当辐射压力包括在我们的模型中，HII区域达到饱和点，超过该饱和点的驱动星的光度的进一步增加不会产生任何进一步的有效电离参数的增加，因此不会产生任何进一步的改变在HII区域的线比。我们还表明，如果假设恒星风是强的，最大可能的电离参数是相当低的。由于这种效应，同时假设HII区域是风吹的气泡并且它们具有高电离参数是不一致的;一些流行的HII区域模型遭受这种不一致。我们在本文中的工作提供了一个基础的配套文件中，我们嵌入的模型网格，我们在这里计算的人口合成代码，使我们能够计算从银河系人口的HII地区的综合线发射。
2013-03-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
The size--density relation of extragalactic HII regions
我们调查的大小-密度在河外HII地区的关系，了解尘埃的作用和电离介质中的不同物理条件的目的。首先，我们汇编了几个观测数据集的银河系和河外HII区，并确认河外HII区遵循相同的大小（D）-密度（n）的关系作为银河系的。由于静态模型无法解释这一点，我们通过考虑恒星形成历史，尘埃的影响和压力驱动的膨胀，模拟了HII区域的尺寸-密度关系的演变。我们的样本数据的大小和密度跨度约六个数量级的结果进行了比较。我们发现，河外星系的大小-密度关系并不产生于HII区域的演化序列，而是反映了一个具有不同初始气体密度的序列（“密度等级”）。此外，许多HII区域的大小受到尘埃吸收电离光子的限制，而不是电离中性氢的消耗。在典型气体密度大于10^3 cm^{-3}的致密HII区的整个生命周期中，尘埃对电离光子的消光作用特别严重。因此，只要电离光子的数量被用来追踪大质量恒星的形成，许多恒星形成活动可能会被错过。这种紧密密集的环境，被尘埃掩盖得最深的环境，具有类似于“最大强度恒星爆发”的特性。这意味着亚毫米和红外波长可能是必要的，以准确评估在这些极端条件下的恒星形成在本地和高红移。
2009-10-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Extended H$α$ over compact far-infrared continuum in dusty submillimeter galaxies -- Insights into dust distributions and star-formation rates at $z\sim2$
利用VLT上的ALMA和包括SINFONI和KMOS在内的近红外积分场谱仪的数据，研究了6个亚毫米星系在$z\sim2$上的H $α$和静止标架远红外（FIR）连续谱的二维分布.在相似的空间分辨率（$\sim$ 0.5”FWHM; $\sim$ 4.5 kpc at $z=2$）下，我们发现H $α$的半光半径在一半的样品中明显大于FIR连续谱的半光半径，并且平均H $α$是$2.0\pm0.4$的中值因子。在探索了校正衰减的各种方法之后，我们发现基于衰减校正的H $α$的SFR系统地比基于IR的SFR低至少$3\pm1$的中值因子，这不能仅由半光半径的差异来解释。此外，我们发现，在40%的情况下，总$V$带衰减（$A_V$）来自能量平衡建模的全紫外（UV）到FIR光谱能量分布（SED）是显着高于来自SED建模仅使用UV到NIR部分的SED，和差异似乎增加总红外光度。最后，考虑到我们所有的发现以及文献中的研究，我们假设SMG中的尘埃分布，也可能是在红外亮度较低的$z\sim2$大质量恒星形成星系中，可以分解为三个主要成分;被较老的恒星群体加热的弥散尘埃，更模糊和扩展的年轻恒星形成HII区，以及具有低填充因子但主导红外发光度的严重模糊的中心区域，其中大部分衰减不能经由UV到NIR发射探测。
2020-02-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Radiative transfer of ionizing radiation through gas and dust: grain charging in star forming regions
带电尘埃颗粒的存在对多相星际介质（ISM）的物理演化具有深远的影响。尽管它的重要性，这一过程仍然是很少探索的数值模拟，由于其复杂的物理和对环境的紧密依赖。在这里，我们介绍了一种新的实现粮食充电的宇宙学辐射转移代码碰撞。我们首先基准的代码预测一系列理想化的尘埃HII地区创建的一颗恒星，以评估所产生的空间分布的电荷上的颗粒属性的影响。其次，我们进行了一个现实的辐射转移模拟恒星形成区提取的尘埃星系在再电离时代的演变。我们发现总尘埃质量的$\sim 13$ %带负电，主要是半径为微米的硅酸盐和石墨颗粒。一个复杂的空间分布的颗粒电荷也被发现，主要取决于暴露于恒星辐射和强烈变化沿不同的视线，作为辐射转移效应的结果。最后，我们评估了颗粒性质（化学成分和尺寸）对所得电荷分布的影响。这里描述的新的实现将开辟一个广泛的可能的研究调查的物理演化的尘埃ISM，现在访问的观测高红移和低红移星系。
2021-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Clustering Properties of Far-Infrared Sources in Hi-GAL Science Demonstration Phase Fields
我们使用最小生成树算法来描述银河系远红外源的空间分布，并推导出它们的聚类特性。我们的目标是揭示不同类型的恒星形成过程的空间印记，例如致密分子云的孤立自发碎裂，或HII区域周围的触发恒星形成事件，并突出银河系中恒星形成的全球性质。我们计划利用整个银河系内部平面的Hi-GAL调查，收集有关恒星形成区域聚类特性的重要统计数据，并寻找与质量，温度或演化阶段等源属性的可能相关性。在本文中，我们提出了一个试点研究的基础上，在赫歇尔任务的科学演示阶段（SDP）期间获得的两个2 × 2平方度的领域集中在半径l=30和l=59。我们发现，超过一半的集群源与HII区和红外暗云。我们的分析还揭示了空间分布的平滑色演化，其中在短波长处检测到的源，可能是被远红外发射的温暖的星周物质包围的原恒星，倾向于聚集在HII区域周围的密集和紧凑的群体中，而在长波长处检测到的源，可能是ISM发射的亚毫米的冷和尘埃密度增强，分布在更大更松散的群体中
2011-04-25 astro-ph.GA
First science results from SOFIA/FORCAST: The mid-infrared view of the compact HII region W3A
大质量恒星形成区W3是由SOFIA望远镜（FORCAST）的暗天体红外相机观测的，作为短科学计划的一部分。用6.4、6.6、7.7、19.7、24.2、31.5和37.1 \um带通观察了多环芳烃（PAH）分子、极小颗粒和大颗粒的发射。W3 A的光学深度和色温图显示IRS 2吹出了一个半径为$\sim$ 0.05 pc的没有气体和尘埃的气泡。它嵌入在电离气体的尘埃壳层中，占W3 A总24 \um排放量的40%。这些尘埃成分主要被远紫外线加热，而不是被捕获的Ly $α$光子。这个壳本身被一个薄的（$\sim$ 0.01 pc）光解区包围，在那里多环芳烃显示出强烈的发射。红外光谱能量分布（SED）的三个不同的区域位于8，20和25 \arcsec从IRS 2，显示SED的峰值向长波长移动时，远离恒星。采用这三个位置的恒星辐射场，DUSTEM模型拟合这些SED产生的电离气体中的尘埃-气体质量比类似于在弥漫ISM。然而，在电离壳层中的尘埃的IR到UV不透明度的比率与漫射ISM相比增加了$\simeq$ 3倍。
2012-02-16 astro-ph.GA astro-ph.IM
Dusty spirals versus gas kinematics in the inner kiloparsec of Four Low-Luminosity Active Galactic Nuclei
我们使用双子座多目标摄谱仪积分场单元映射内千秒差距的气体分布，激发和运动学附近的四个低光度活动星系：NGC 3982，NGC 4501，NGC 2787和NGC 4450。观测范围为5600- 7000 nm，速度分辨率为120 km/s，空间分辨率为50 - 70 pc。所有星系在大部分视场中都观测到Hα，[NII] λλ 6548，6583，[SII]λλ 6716，6730的扩展发射，而只有NGC 3982观测到[OI]λ6300的扩展发射。结合Hα等效宽度和[NII]/Hα谱线比值，发现NGC 3982和NGC 4450含有被LINER激发区包围的Seyfert核，而NGC 2787和NGC 4501含有LINER核。NGC 3982在距离核心500秒差距处显示了一个近期恒星形成的部分环，而在NGC 4501中，位于核心以西500秒差距处的一个区域显示了LINER激发，但被解释为一个老化的HII区域，其中气体激发主要由超新星的冲击所控制。气体的视线速度场显示了所有星系的旋转模式，偏离了在NGC 3982，NGC 4501和NGC 4450中观察到的纯盘旋转。对于NGC 4501和NGC 4450，许多这些偏差是空间上一致的光学连续图像中看到的尘埃结构，导致解释的偏差是由于在气体中的冲击跟踪的尘埃。一种推测是，这些冲击导致角动量的损失，使气体向内转移到活动星系核。在NGC 2…
2017-04-26 astro-ph.GA
Disruption of Molecular Clouds by Expansion of Dusty H II Regions
星团周围H II区域的动力学膨胀在分散周围的致密气体方面起着关键作用，因此限制了分子云中恒星形成的效率。我们使用半解析方法和数值模拟来探索球形尘埃H II区域和周围中性壳层的膨胀以及由此产生的云破裂。我们的壳膨胀模型采用了Draine（2011）对尘埃H II区域的静态解，并考虑了由于辐射和热压力以及来自中心恒星和壳本身的向内引力而对壳产生的接触向外力。我们表明，我们采用的内部结构和壳的演变从半解析的方法与数值模拟的结果吻合得很好。内部强辐射压通过提高电离前沿的密度和压力间接控制壳层膨胀。我们计算的最低恒星形成效率$ε_{min}$云破裂所需的云的总质量和平均表面密度的函数。在所采用的球形几何，我们发现，在正常的盘星系的典型的巨大分子云有$ε_{min} \lesssim 10$ %，具有可比的气体和辐射压力的壳膨胀的影响。大规模的团簇形成块需要一个显着更高的效率$ε_{min} \gtrsim 50$ %的破坏，主要是由辐射驱动的膨胀。中断时间通常是自由落体时间尺度的顺序，这表明一旦形成足够明亮的H II区域，云中断就会迅速发生。我们还讨论了球形理想化的局限性。
2016-01-12 astro-ph.GA
A spatially resolved study of cold dust, molecular gas, HII regions, and stars in the $z=2.12$ submillimeter galaxy ALESS67.1
我们提出了详细的研究$z=2.12$亚毫米星系，ALESS 67.1，使用亚弧秒分辨率ALMA，AO辅助VLT/SINFONI，和HST/CANDELS数据调查的运动学和空间分布的尘埃排放（870 $μ$ m连续），$^{12}$ CO（$J$ =3-2），强光学发射线，可见星。光学发射线的动力学模型表明，ALESS 67.1不是一个纯粹的旋转盘，而是一个合并，与HST成像中显示的明显潮汐特征一致。我们的亚弧秒分辨率数据集允许我们测量所有示踪剂的半光半径，并且我们发现与所有其他示踪剂相比，尘埃连续体中的尺寸小4-6倍，包括$^{12}$ CO，UV和H $α$发射明显偏离尘埃连续体。紫外连续谱与冷尘埃和气体库之间的空间不匹配支持了几何效应是尘埃星系在IRX- $β$图上偏移的原因的解释。使用动力学方法，我们得到一个$α_{\rm CO}=1.8\pm1.0$，与其他SMG也解决了CO和尘埃测量一致。假设一个单一的$α_{\rm CO}$值，我们还得到了解决的气体和恒星形成率的表面密度，并发现该星系的核心区域（$\lesssim5$ kpc）遵循合并的趋势施密特-肯尼库特关系，而外围（$\gtrsim5$ kpc）位于正常的恒星形成星系的轨迹，表明不同的恒星形成效率在一个星系。我们的研究结果警告使用单一的大小或形态不同的示踪剂的恒星形成活动和气体含量的星系，因此认为需要使用空间分辨，…
2017-08-29 astro-ph.GA
Dust Eddington Ratios for Star-Forming Galaxy Subregions
本研究针对两个近邻恒星形成星系的数千个子区域，结合恒星族群合成与尘埃辐射模型计算爱丁顿比，明确了超爱丁顿区域占比、辐射压加速效果及动量转移近似公式，为理解尘埃气体动力学提供数据支撑。
2023-02-20 astro-ph.GA
Spectral classification of the brightest objects in the galactic star forming region W40
我们提出了高S/N，中等分辨率的近红外光谱，以及10微米的成像，在W 40 HII区域的中央星团的最明亮的成员，获得使用SpeX和MIRSI仪器在美国宇航局的红外望远镜设施。利用这些观测结果，结合斯皮策太空望远镜的存档数据，我们确定了星团中最亮成员的光谱分类、消光、距离和光谱能量分布。在观测到的八个天体中，我们发现了四个主序星（MS）OB星，两个赫比格Ae/Be星和两个低质量的年轻恒星。在MS恒星光谱中，在1.083微米处有强烈的氦吸收，这强烈地暗示至少有一些来源实际上是近距离双星。四颗MS星中有两颗也显示出显著的红外线过剩，这是典型的拱星盘。每个MS恒星的消光和距离都是通过将模型恒星大气拟合到SED来确定的。我们估计到星团的距离在455到535 pc之间，这与早期（但远不精确）的距离估计一致。我们的结论是，晚O型恒星，我们确定是动力的W 40 HII区域所需的LyC光度的主要来源，是吹了一个大的（约4 pc）捏腰气泡在宽视场中红外图像的恒星风的可能来源。我们还建议，从集群中的一些源观察到的3.6厘米无线电发射可能不是由于超紧凑的HII区域的发射，如在其他工作中所建议的，由于基于我们推导出的到集群的距离的大小限制。最后，我们还讨论了好奇的源IRS 3A，它有一个非常强大的中红外过剩（尽管它的B3 MS分类），似乎是嵌入在一个尘埃信封大约2700 AU的大小。
2012-08-23 astro-ph.GA
Formation of dust clumps in the torus of active galactic nuclei
Zhejiang University（浙江大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
本文提出了一种解释活动星系核尘埃环形成的新模型，通过热不稳定性和辐射力平衡解释尘埃团块的形成及分布。
2026-03-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accelerated growth of seed black holes by dust in the early universe
我们探讨了早期宇宙中尘埃对种子黑洞（BH）生长的影响。以前的一维辐射流体动力学（RHD）模拟表明，增加对尘埃的辐射压力进一步抑制吸积率比化学原始气体的情况下。利用Enzo + Moray程序，我们对尘埃星际介质中黑洞的吸积过程进行了三维RHD模拟。我们使用修改后的Grackle冷却库考虑尘埃物理在其非平衡化学。BH经历了一个早期的进化阶段，电离BH辐射在吸积和反馈之间循环时产生了一个振荡的HII区域。随着模拟的进行，稠密的冷气体在电离区域外聚集，在那里中性介质的流入与辐射压力驱动的流出相遇。在后期阶段，高密度的气体流发展并打破电离区域的准球形对称性，迅速提高吸积速率。晚期的特征是强电离流出和高密度气体流入共存。平均吸积率随着金属丰度的增加而增加，在Z $\sim$ 0.01 - 0.1 $\,Z_\odot$处达到峰值，比原始气体高一个数量级。然而，当金属丰度接近太阳丰度时，平均吸积速率会下降，因为辐射压力变得足够强，足以驱逐高密度气体。我们的研究结果表明，一个充满灰尘的金属贫ISM可以加速宇宙早期的BH的增长速度，然而，可以stunt其增长的ISM是进一步丰富的太阳丰度。
2022-01-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-alpha radiation pressure: an analytical exploration
我们研究辐射压力，由于莱曼α线光子，获得和探索的解析表达式的力乘数，$M_F(N_H, Z) = F_α/(L_α/c)$，作为一个函数的气柱密度，$N_H$，和金属丰度，$Z$，为无尘和多尘介质，采用WKB的方法为后一种情况。还获得了用于模拟以体积速度$v$移动的非静态介质的频率偏移发射的解决方案。我们发现，在静态介质中，Ly $α$压力在很宽的参数范围内（$16 < \log N_H < 23$ ; $-4 < \log[Z/Z_\odot] < 0$）占主导地位的光电离和尘埃介导的紫外辐射压力。例如，在标准（低$Z$）恒星形成云中，它将其他两种力放大10（300）倍。因此，与以前的研究一致，我们得出的结论是，Ly $α$压力起着主导作用的气体周围的发光源的初始加速，必须实施星系形成，演化和外流模型和模拟。
2021-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The MAGNUM survey: Positive feedback in the nuclear region of NGC 5643 suggested by MUSE
利用MAGNUM巡天框架下的MUSE积分观测，研究了棒塞费特2星系NGC~5643核区电离气体的电离和运动学。这些数据被用来确定具有不同电离条件的区域，并绘制气体密度和尘埃消光图。我们发现了一个双面电离锥的证据，可能是由围绕原子核的尘埃结构准直。在电离锥的中心，流出的电离气体显示为[OIII]发射线的蓝移，不对称的机翼，高达投影速度v（10）~-450 km/s。外流也被看作是一个弥漫的，低光度的射电和X射线喷流，具有类似的延伸。流出的物质指向两个团块的方向，其特征在于突出的线发射光谱典型的HII区域，位于酒吧的尘埃带的边缘。我们建议，恒星形成的团块是由于“正反馈”引起的气体压缩的核外流，外流诱导恒星形成的第一个候选人在一个西弗特无线电安静AGN。这表明正反馈可能是塑造黑洞-宿主星系共同进化的相关机制。
2015-08-18 astro-ph.GA
Dust and star formation in the centre of NGC 3311
NGC 3311是Hydra I星系团的中心星系。它有一个热的星际介质，并拥有一个带有发射线的中央尘埃带。这些尘埃带在椭圆星系中很常见，但NGC 3311的情况可能对尘埃寿命和中心部分冷气体的作用问题特别感兴趣。我们的目标是使用档案HST图像和MUSE数据来研究NGC 3311的中心尘埃结构。我们使用PyParadise工具对恒星星族进行建模并提取发射谱线。HST/ACS彩色图显示了已知的尘埃结构，但也显示了蓝色斑点，这是强线发射的地方。一个尘土飞扬的“迷你喷气式飞机”从中心发出。发射线气体的分布与尘埃的轮廓几乎完全吻合。接近最亮的Halpha发射，[NII]/Halpha的比值类似于HII区;在外部，[NII]变得更强，类似于LINER类光谱。气体运动学与旋转圆盘的运动学一致。最强的谱线辐射的多普勒频移，表明了恒星形成活动最高的区域，平滑地符合圆盘的对称性。金属丰度是超日的。中性气体的存在是由恒星NaI D吸收线的拟合残差表示的，我们将其解释为星际吸收。我们估计中性气体的质量是X射线质量的量级。动力学质量推断出一个中等年龄的恒星星族，其球状星团已经被确认。我们的发现可以在一个场景中得到协调，在这个场景中，恒星的形成是由冷气体吸积到预先存在的气体/尘埃盘或环上触发的。新产生的尘埃则有助于尘埃的寿命。
2020-08-24 astro-ph.GA
