Fast outflows in protoplanetary nebulae and young planetary nebulae observed by Herschel/HIFI
快速外流及其与慢速壳层（通常称为渐近巨星分支星的化石星周包层）的相互作用在原行星状星云和行星状星云（pPNe，PNe）的结构和运动学中起着重要作用。为了正确研究它们在这些物体中的影响，我们还需要观察中温气体，这种气体只能在远红外（FIR）和亚毫米（submm）跃迁中检测到。我们研究的物理条件的流出提出了一些pPNe和PNe，重点是它们的温度和激发态。我们在9个pPNe和9个PNe中对12 CO的亚毫米谱线进行了Herschel/HIFI观测，并用IRAM 30 m望远镜获得的低J CO谱和文献中的低J CO谱对它们进行了补充。HIFI的光谱分辨率使我们能够识别和测量谱线轮廓中的不同星云成分。与大速度梯度（LVG）模型预测的比较被用来估计星云中温暖气体的物理条件，如激发条件，温度和密度。我们发现pPNe的快速风的高动力学温度，通常达到75 K和200 K之间。相比之下，在采样PNe的高速气体是冷的，与25 K和75 K之间的特征温度，它被发现在一个较低的激发状态。我们解释这种相关性的动力学温度和激发状态的快速流出的时间量，因为它们的加速（可能是由冲击驱动）作为一个结果，发生在pPN阶段的冷却。
2021-04-20 astro-ph.SR
Discovery of multiple dust shells beyond 1 arcmin in the circumstellar envelope of IRC+10216 using Herschel/PACS
我们提出了新的赫歇尔/PACS图像在70，100和160微米的著名的，附近的，富碳的渐近巨星分支星IRC+10216揭示多个尘埃壳在其拱星信封。首次探测到尘埃壳（或电弧），直到320弧秒。几乎球形的壳体是非同心的，并且具有40度和200度之间的角度范围。壳层的典型宽度为5角秒至8角秒，壳层间距在10角秒至35角秒的范围内变化，相当于500-1700年。一个弧内的局部密度变化是可见的。壳层/壳层间的密度对比通常为4，弧形的尘埃质量比光滑的包层多50%。观测到的（嵌套）弧记录了过去16 000年的质量损失历史，但瑞利-泰勒和开尔文-亥姆霍兹不稳定性的湍流天体顶和天体鞘将删除任何签名的质量损失历史至少在第一个20万年的质量损失。考虑到弓形激波结构，IRC+10216周围的包层质量包含> 2 Msun的气体和尘埃质量。据认为，壳的起源与各向异性的质量损失事件和尘埃形成。
2012-10-12 astro-ph.SR
The widespread occurence of water vapor in the circumstellar envelopes of carbon-rich AGB stars: first results from a survey with Herschel/HIFI
我们报告的初步调查结果的水蒸气在8个C星的样本与大的中红外连续通量：V384 Per，CIT 6，V Hya，Y CVn，IRAS 15194-5115，V Cyg，S Cep和IRC+40540。这项调查是使用赫歇尔空间天文台上的HIFI仪器进行的，需要观测邻水和对位水的最低跃迁：分别为556.936 GHz 1（10）-1（01）和1113.343 GHz 1（11）-0（00）跃迁。在所有八颗目标恒星中都明确地检测到了水蒸气。在这次调查之前，IRC+10216是唯一一颗富含碳的AGB恒星，在这种情况下，使用亚毫米波天文卫星（SWAS）发现了热水排放。我们的研究结果表明，IRC+10216并不罕见，除了它接近地球导致了一个大的线通量，可检测SWAS。水的谱线宽度通常与CO旋转谱线的宽度相似，这与柯伊伯带类似物的蒸发（Ford & Neufeld 2001）是富碳AGB星中水蒸气的一般解释不同。在我们的样本中，综合水线通量与6.3微米连续通量的比率（一个衡量水流出率的比率）和恒星的总质量损失率之间没有明显的相关性。
2010-12-15 astro-ph.SR
Herschel/HIFI observations of molecular emission in protoplanetary nebulae and young planetary nebulae
我们进行了赫歇尔/HIFI观测的中间激发分子线在远红外/亚毫米范围内的样本中的10个原行星状星云和年轻的行星状星云。HIFI提供的高光谱分辨率可精确测量谱线轮廓。这些高能量跃迁的观察允许激发条件的准确研究，特别是在温暖的气体中，这不能从低能线适当地研究。我们已经检测到FIR/亚毫米线的几个分子，特别是12 CO，13 CO，和H2O。还检测到来自其他物种的排放，如NH3、OH、H2^{18}O、HCN、SiO等。我们主要研究了高速辐射的激发特性，这是已知的来自快速双极流出。通过与一般理论预测的比较，我们发现CRL 618表现出一种特别温暖的快风，其特征动力学温度Tk >~ 200 K。相反，OH 231.8+4.2和NGC 6302的快风是冷的，Tk ~ 30 K.其他星云，如CRL 2688，显示中间温度，特征值约为100 K。我们还讨论了星云的复杂结构如何影响我们的估计，考虑两个组件模型。我们认为，不同星云的温度差异可能是由于气体加速后的冷却（这可能是由于冲击）;例如，CRL 618是一个非常近期的加速，不到100年前，而OH 231.8+4.2中的快速气体加速约1000年前。我们还发现的迹象表明，密度气体往往是冷却器，这可能是由预期的增加的辐射冷却效率与密度。
2011-09-28 astro-ph.SR
Herschel/HIFI observations of O-rich AGB stars : molecular inventory
本文介绍了赫歇尔空间天文台的HIFISTARS保证时间密钥计划中的富氧渐近巨星分支（AGB）星的外差光谱。该计划的目的是研究动力学结构，质量损失的驱动机制，以及从AGB星流出的化学成分和初始质量的函数。我们利用HIFI仪器对9颗AGB星进行了观测，主要观测了H_2O和高转动CO谱线，研究了谱线光度、谱线比与质量损失率、谱线宽度与激发能的相关性。总共有九种不同的分子，以及它们的一些同位素已被确定，涵盖了广泛的激发温度。在邻位和对位H2O分子中都检测到脉泽发射。正、仲H_2O的基态谱线、CO和NH_3的高J谱线的线亮度与质量损失率有明显的相关性。H2O和NH3相对于CO的线比J=6-5与质量损失率相关，而高CO线与6-5的比率与之无关。在大多数情况下，从观测到的相对靠近恒星光球层形成的高激发跃迁的线宽导出的膨胀速度低于较低激发跃迁的线宽，形成得更远，指向加速流出。在某些物体中，探测加速区的振动激发的H2O和SiO表明风已经在包络的最里面部分达到了它的终极速度，即，加速很快。有趣的是，对于R Dor，我们发现在物质已经从恒星逃逸的区域中流出减速的迹象。
2011-11-22 astro-ph.SR
Herschel-HIFI observations of high-J CO lines in the NGC 1333 low-mass star-forming region
本文介绍了作为Herschel（WISH）星形成区水（WISH）关键计划的一部分，对NGC 1333、IRAS 2A、IRAS 4A和IRAS 4 B三颗深埋低质量原恒星的12 CO、13 CO和C18 O高J谱线（J_u=10）的Herschel-HIFI观测结果。光谱分辨HIFI数据的补充低J CO和同位素线的地面观测。12 CO 10-9剖面以宽（FWHM为25-30 km s^-1）发射为主。辐射转移模型被用来约束该冲击气体的温度为100-200 K。几条CO和13 CO谱线剖面也显示出一个中宽分量（半高宽5-10 km s^-1），这在H2O谱线中非常明显。列密度为两个组件，提供了一个参考，用于确定在同一气体中的其他分子的丰度。窄的C18 O 9-8线探测静止包层的温暖部分。它们的强度需要一个跳跃的CO丰度在蒸发温度约为25 K，从而提供了新的直接证据CO冰蒸发区周围的低质量原恒星。
2010-08-18 astro-ph.SR
Silicon in the dust formation zone of IRC +10216 as observed with PACS and SPIRE on board Herschel
星际介质主要是由演化中的低质量和中等质量恒星喷射出的物质所富集的。这些恒星的外流产生了一个环绕恒星的包层，其中发生了丰富的气相和尘埃成核化学反应。我们使用Herschel上的PACS（55-210 μm）和SPIRE（194-672 μm）光谱仪观测了最近的富碳演化恒星IRC+10216。我们发现了几十条来自SiS和SiO的谱线，包括来自v=1振动能级的谱线。对于SiS，这些跃迁的范围高达J=124-123，对应于大约6700 K的能量，而对于SiO，最高可检测的跃迁为J=90-89，对应于大约8400 K的能量。这两个物种跟踪IRC+10216的尘埃形成区，并在其检测到的过渡所涉及的广泛的能量范围，使我们能够推导出的气体的物理性质和特定的区域中，每个物种已经形成。这使我们能够检查的准确性，化学物质平衡模型和建议的消耗SiS和SiO由于吸积到尘埃颗粒。
2010-05-25 astro-ph.SR
Deep observations of O2 toward a low-mass protostar with Herschel-HIFI
根据传统的气相化学模型，分子云中应该有大量的O2，但直到最近，地面和空间观测站探测星际O2谱线发射的尝试都失败了。在用Herschel对猎户座和rho Oph A分子云中低丰度的O2进行多线探测之后，重要的是要研究其他环境，我们在这里量化了太阳质量原恒星附近的O2丰度。利用Herschel空间天文台的HIFI仪器，在487 GHz对一颗深埋的低质量0类原恒星NGC 1333-IRAS 4A进行了O2观测。化学相关的NO和CO分子的补充数据，以及获得。使用辐射转移模型对高光谱分辨率数据进行分析，以推断柱密度和丰度，并直接对完整的气体-颗粒化学模型进行测试。深层HIFI光谱未能显示出致密原恒星包层速度下的O2，这意味着O2/H2的最低丰度上限之一是<6 × 10 ^-9（3 sigma）。然而，在NGC 1333周围的分子云速度上，可以看到O2的试探性（4.5 sigma）检测，相对于原恒星移动了1 km/s。对于原恒星包层，纯气相模型和气体颗粒化学模型需要一个很长的坍缩前阶段（约0.7-1x10^6年），在此期间，原子和分子氧被冻结在尘埃颗粒上并完全转化为H2O，以避免在致密的包层中产生过量的O2。同样的模型也再现了化学相关的NO分子的极限。在周围的云的O2的试探性检测是一致的低密度PDR模型与反应速率的小变化。在低质量原恒星周围的坍缩包层中，氧的丰度很低，这表明进入原行星盘的气体和…
2013-07-30 astro-ph.SR
Observational evidence for dissociative shocks in the inner 100 AU of low-mass protostars using Herschel-HIFI
H2O对低质量原恒星的Herschel-HIFI光谱显示了一个独特的速度分量，在CO或其他物种的地面观测中看不到。目的是在激发条件和物理起源方面对该成分进行分析。在H2O 110-101 557 GHz跃迁光谱中检测到的速度分量，偏移量约为10 km/s，朝向“Herschel恒星形成区中的水”（WISH）计划中的六颗低质量原恒星，也可以在较高激发的H2O线中看到。从这个组件的排放量和激发条件进行了推断，使用1D板模型。将数据与其中唯一检测到相同组分的CO2（高J CO、OH+、CH+、C+、OH）的观测值进行比较。在所有6个目标H2O跃迁（Eup~50- 250 K）中检测到速度分量，并在CO 16-15中检测到一个源Ser SMM 1。推测的激发条件意味着发射产生于致密（n~5x10^6-10^8 cm^-3）和高温（T~ 750 K）的气体中。H2O和CO的柱密度分别为~10^16和10^18 cm^-2，这意味着相对于CO，H2O的丰度较低，为10^-2。OH+和CH+等离子的柱密度较高（均为~10^13 cm^-2），这表明它们的起源地靠近原恒星，那里的紫外线场足够强，因此这些物质非常丰富。估计发射区的半径为100 AU。这一部分可能出现在离原恒星很近的分离激波中，这种激波模型的比较证实了这一解释。此外，其中一个来源，IRAS 4A，显示了在一个为期两年的时间内，预计从致…
2013-07-05 astro-ph.SR
The molecular envelope of CRL 618: A new model based on Herschel/HIFI observations
我们研究了在原行星星云CRL 618中发现的不同暖气体成分的物理性质和分子激发。我们修正了我们以前的Herschel/HIFI观测，其中包括几个12 CO和13 CO线在远红外/亚毫米波段。这些数据已被重新详细分析，通过改进校准，信噪比，基线减法。我们确定了不同的星云组成部分的线配置文件的贡献。我们已经使用了一个空间运动学模型，以更好地约束的温度，密度和运动学的分子组件探测的改进的CO观测。在该源中检测到12 CO和13 CO J=16-15、J=10-9和J=6-5跃迁。谱线轮廓呈现出一种复合结构，在某些情况下显示出壮观的翅膀，随着能级的增加，翅膀变得占主导地位。我们用已知的低能J=2-1和J=1-0线对高能CO排放进行的分析证实，高速分量或快速双极流出比以前估计的典型温度约300 K更热。这个分量可能是最近由尚未冷却下来的冲击引起的气体加速的一个例子。我们还发现，致密的中央核心的特点是非常低的膨胀速度，~5公里/秒，和一个强大的速度梯度。我们的结论是，这部分很可能是在最后一个AGB阶段丢失的未改变的星周层，其中喷射速度特别低。星云的其他两个组成部分，弥漫晕和双空壳的物理性质，或多或少同意在以前的模型中得出的估计。
2013-09-24 astro-ph.SR
Molecule survival in magnetized protostellar disk winds. II. Predicted H2O line profiles versus Herschel/HIFI observations
我们调查是否广泛的翅膀H2O排放确定与赫歇尔对低质量的0类和1类原恒星可能是一致的起源在一个充满灰尘的MHD盘风，它会设置在底层磁盘属性的约束。我们提出了一个典型的磁流体磁盘风的解决方案与各种值的磁盘吸积率，恒星质量，发射区的延伸，和视角的合成H2O线轮廓预测。我们比较他们的线条形状和强度与HIFI配置文件所观察到的WISH关键程序。我们发现，从0.2- 0.6AU AU到3- 25 AU的尘埃MHD盘风可以在很大程度上再现观测到的宽H_2O分量的形状和强度，无论是在557 GHz的基本谱线上还是在更高激发谱线上。如果在1000天文单位处的入射速率是在风喷射区的盘吸积速率的1- 3倍，这样的模型也容易地再现所观察到的557 GHz谱线光度与包络密度的相关性。它也是兼容的典型磁盘的大小和测辐射热光度在观察到的目标。然而，1类源中较窄的线剖面表明，这些源中的MHD盘风（如果存在的话）必须比0类源更慢和/或更少的水。总之，MHD盘风似乎是一个有效的（虽然不是唯一的）选择，考虑广泛的H2O组分在低质量原恒星的起源。ALMA似乎非常适合进一步测试这个模型，通过搜索将被预测的温暖和缓慢的广角分子风的解决签名。
2015-11-12 astro-ph.SR
Herschel-HIFI detections of hydrides towards AFGL 2591 (Envelope emission versus tenuous cloud absorption)
Herschel空间天文台上的远红外线外差仪器（HIFI）允许以高光谱分辨率和多次跃迁首次观测光双原子分子。在这里，我们报告了使用HIFI在不同的线对高质量恒星形成区AFGL 2591的深度整合。检出CH、CH+、NH、OH+、H2O+，未检出NH+、SH+。除了CH和CH+的所有分子被认为是在吸收与低激发温度和速度不同的系统速度的原恒星信封。令人惊讶的是，在系统速度下的发射中检测到CH（JF，P = 3/2_2，- 1/2_1，+）和CH+（J = 1 - 0，J = 2 - 1）线。我们可以将吸收特征分配给前景云和外流叶，而CH和CH+发射源于包络。所观察到的CH和CH+的丰度和激发可以在FUV照射流出壁的情况下解释，其中流出物蚀刻出的空腔允许原恒星FUV光子在更大的距离照射和加热信封，驱动产生这些分子的化学反应。
2010-07-20 astro-ph.SR
Herschel observations of planetary nebulae
本文概述了基于赫歇尔卫星上的PACS，SPIRE和HIFI仪器的图像和光谱的行星状星云的已发表结果。
2017-01-24 astro-ph.SR
HERSCHEL-HIFI spectroscopy of the intermediate mass protostar NGC7129 FIRS 2
HERSCHEL-HIFI对中等质量原恒星NGC 7129 FIRS 2的水的观测为这种恒星形成环境的物理条件提供了强有力的诊断。六个光谱设置，涵盖四个H216 O和两个H218 O线，观察和所有，但一个H218 O线检测。这里讨论的四条H2 16 O谱线具有相似的形态：一条较窄的\approx 6 km/s的谱线，其中心位置略偏于NGC 7129 FIRS 2系统速度的红色，另一条更宽的\approx 25 km/s的谱线，其中心位置偏于蓝色，可能与强大的外流有关。较窄的组件是一致的发射水产生的信封周围的中间质量的原恒星，和丰富的H2O被限制在\approx 10-7的外部信封。此外，最低能量线的窄自吸收分量的存在可能是由于来自外壳中的较冷水的自吸收。发现H2O/CO相对丰度为\approx 0.2的较宽组分似乎追踪在高J下产生强CO发射的相同能量区域。
2010-08-06 astro-ph.SR
Herschel/HIFI observations of high-J CO transitions in the protoplanetary nebula CRL618
我们对原行星状星云CRL 618中的几条远红外/亚毫米波段CO谱线进行了Herschel/HIFI观测。HIFI提供的高光谱分辨率允许测量线轮廓。由于星云的动力学和结构是众所周知的毫米波干涉测量地图，它是可能的，以确定不同的星云组件（快速双极流出，双壳，紧凑的慢壳）的线配置文件的贡献。这些相对高能量的跃迁的观察允许在这些组件中的激发条件的准确研究，特别是在温暖的，这不能从低能量线适当地研究。在该源中很容易检测到~（12）CO J = 16 - 15、10 - 9和6 - 5谱线。~（13）CO J = 10~（-9）和6~（-5）。已经发现了显示壮观的线翼的宽剖面，特别是在12CO 16 - 15中。还显示了与CO同时观察到的其他谱线。我们的CO高J转换的分析，与现有的模型相比，证实了非常低的膨胀速度的中心，致密的组件，这可能表明，在最后的AGB阶段喷射壳驱动下的最大动量转移制度的辐射压力。在我们的光谱中没有发现从毫米波数据中发现的扩散晕的贡献，因为它的温度低。我们发现，快速双极外流是相当热的，比以前估计的热得多;例如，气体流动在100公里/秒必须有一个温度高于~200 K。很可能，这个非常快的外流，运动学年龄<100年，已经被一个冲击加速，还没有冷却下来。从毫米波映射中发现的双空壳层也必须相对较热，与先前的估计一致。
2010-07-09 astro-ph.SR
Origin of warm and hot gas emission from low-mass protostars: Herschel-HIFI observations of CO J=16-15. I. Line profiles, physical conditions, and H2O abundance
通过对高J CO跃迁的光谱未分辨观测，Herschel-PACS揭示了低质量原恒星周围存在大量温暖（300 K）和热（700 K）分子气体。我们的目标是阐明对原恒星观测到的CO阶梯的激发和起源，以及使用光谱分辨的Herschel-HIFI数据在不同物理成分中的水丰度。本文介绍了用Herschel-HIFI对24个低质量原恒星天体的高激发CO谱线J=16-15的观测结果。光谱分辨的配置文件显示两个不同的速度分量：一个广泛的组成部分，平均FWHM为20公里/秒，和较窄的组成部分，FWHM为5公里/秒，往往是从源速度偏移。通过比较CO J=16-15和10-9的辐射，测得整个剖面的平均转动温度约为300 K。辐射传输分析表明，平均H2O/CO柱密度比约为0.02，表明H2O的总丰度约为2x 10 ^-6。两个不同的速度剖面中观察到的HIFI线配置文件表明，与PACS观察到的CO阶梯由两个激励组件。暖分量（300 K）与宽HIFI分量相关联，并且热分量（700 K）与偏移HIFI分量相关联。前者起源于外流空腔激波或盘风，后者起源于辐射激波。无处不在的温暖和热的CO组件表明，基本机制管理这些组件的激发，我们假设，温暖的组件出现时，H2停止是占主导地位的冷却剂。在这种情况下，热分量出现在冷却分子H2-贫气体之前的H2形成的开始。高光谱分辨率观测高激发CO跃迁独特地揭示了低质量原恒星物体中温暖和…
2017-05-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
The physical conditions in IRDC clumps from Herschel HIFI observations of H2O
上下文高质量恒星形成的最早阶段知之甚少。目标。我们的目标是确定大质量恒星形成云团的物理条件和运动学结构。方法.我们分析H $_2$ O 557 GHz的线剖面观察到的HIFI对四个位置在两个红外暗云团块。通过与地面C $^{17}$ O，N $_2$ H $^+$，CH $_3$ OH和NH $_3$谱线观测的比较，我们约束了气体的体积密度和动力学温度，估算了H $_2$ O和N $_2$ H $^+$的柱密度和丰度。结果观察到的水线是复杂的发射和吸收成分。吸收是红移的，与冷包层一致，而发射被解释为来自原恒星流出。团块中的气体密度为$\sim$ 10 $^7$ cm $^{-3}$。o-H2O流出柱密度为0.3至3.0 × 10 $^{14}$ cm $^{-2}$，o-H2O吸收柱密度在1.5 × 10 $^{14}$和2.6 × 10 $^{15}$ cm $^-2$之间，冷o-H2O丰度在1.5 × 10 $^{-9}$和3.1 × 10 $^{-8}$之间。结论.所有团块都具有高气体密度（$\sim$ 10 $^7$ cm $^{-3}$）并显示下落气体。四个团块中的三个有流出。通过H $_2$ O N $_2$ H $^+$、NH $_3$和CH $_3$ OH探测，这些团块形成进化序列。我们发现G28-MM是最进化的，其次是G11-MM，然后是G28-NH3。演化最少的…
2014-08-19 astro-ph.SR
Discovery of water vapour in the carbon star V Cygni from observations with Herschel/HIFI
我们报告发现了朝向碳星天鹅座V的水蒸气。我们用Herschel的HIFI仪器，在双波束切换模式下，观测了波段4 b接收机上边带1113.3430GHz处的1（11）- 0（00）对水跃迁。所观察到的谱线轮廓是近抛物线，但与蓝移吸收的轻微的不对称性，和集成的天线温度为1.69 \pm 0.17 K km/s。这一探测是对富碳恒星中水的小型调查的一部分，是对富碳AGB恒星的第二次探测，第一次是由IRC+10216的亚毫米波天文卫星获得的。假设水的正对比为3，观测到的线强度意味着水的流出速率为~（3 - 6）E-5地球质量/年，水相对于H2的丰度为~（2-5）E-6。这个数值比预期的富碳环境中的光球丰度至少大1 E +4倍，并且-正如IRC+10216 -提出了一个有趣的可能性，即观测到的水是由轨道彗星或矮行星的蒸发产生的。然而，迄今为止观察到的单线观测不允许我们对所观察到的水的空间分布或起源施加强有力的约束，但未来对其他过渡的观测将使我们能够确定H2O发射区的内半径和H2O邻对比，从而对所观察到的水发射的起源施加重要的约束。
2010-07-07 astro-ph.SR
The Herschel HIFI water line survey in the low-mass proto-stellar outflow L1448
作为WISH（水在恒星形成区域与赫歇尔）的关键项目的一部分，我们报告的几个ortho-和para-H2O线的观测与HIFI仪器对两个明亮的冲击点（R4和B2）沿外流驱动的L1448低质量原恒星系统，位于英仙座云。这些数据被用来确定的物理条件引起的H2O排放量，并推断任何依赖速度。这些观测结果提供了证据，证明观测到的水线探测的是一种温暖（T_kin~400-600 K）且密度非常大（n 10^6 ~ 10^7 cm^-3）的气体，这种气体没有被其他分子（如低J CO和SiO）追踪，而是被中红外H2辐射追踪。特别是，H2O显示出强烈的差异与SiO的激发条件和在两个观察到的冲击位置的线轮廓，指向不同的速度制度和化学演化在不同的冲击点的化学变化。物理和运动学的差异，可以看出在两个震惊的立场。在R4位置处，可以区分具有不同激励的两个速度分量，其中较高速度的分量（R4-HV）比低速分量（R4-LV）延伸得更少并且密度更小。已经推导出R4-LV和R4-HV组件的水柱密度分别约为2 × 10^13和4 × 10^14 cm^-2。推断出B2位置的条件与R4-HV组分相似，H2O柱密度在10^14 - 5 × 10^14 cm^-2范围内，对应的H2O/H2丰度在0.5 - 1 × 10^-5范围内。所观察到的线比和推导出的物理条件似乎更符合激励在低速J型冲击与大压缩，而不是在一个固定的C-冲击，虽…
2011-11-25 astro-ph.SR
Herschel/HIFI deepens the circumstellar NH3 enigma
已经发现各种演化恒星的星周包层（CSE）含有氨（NH3），其数量超过传统化学模型的预测许多数量级。利用NH3正J_K = 1_0 - 0_0基态谱线，对四颗不同的富氧恒星的CSE中NH3丰度进行了观测。我们用Herschel远红外外差仪在572.5GHz附近观测到NH_3J_K = 1_0 - 0_0跃迁，同时观测到邻位H_2O J_K_K，K_c = 1_1，0 - 1_0，1跃迁，向VY CMa，OH 26.5+0.6，IRC+10420和IK Tau的跃迁。我们进行了非LTE辐射转移建模，目的是推导出这些物体的CSE中的NH3丰度。对于后两颗恒星，甚大阵列成像的NH3无线电波长反转线被用来提供进一步的限制，特别是对NH3发射区的空间范围。结果我们发现非常强的NH3发射在我们所有的对象与NH3线强度相媲美的基态H2O线。对于我们研究的物体，NH3相对于H2的丰度非常高，范围从2 x 10-7到3 x 10-6。我们的观察证实甚至加深了星周NH3之谜。虽然我们的辐射转移模型没有得到令人满意的拟合所观察到的线配置文件，它导致丰度估计，确认在早期的研究中发现的非常高的值。解决这个谜团的新方法将包括进一步的赫歇尔观测更多的NH3线和扩展的超大阵列成像。
2010-07-24 astro-ph.SR
Neutral and Ionized Hydrides in Star-forming Regions -- Observations with Herschel/HIFI
宇宙中的氘丰度主要取决于高能紫外线、X射线和粒子辐射。在这里，我们研究的恒星形成区域的辐射年轻的恒星对象可以是大量的，密度和温度可以大大提高星际值。Herschel空间天文台的HIFI光谱仪在恒星形成区观测到OH、CH、NH、SH及其离子OH+、CH+、NH+、SH+、H2O+和H3 O+的谱线。分子柱密度是从观察到的基态线，模型，或旋转图。我们在这里报告两个原型的高质量区域，AFGL 2591和W3 IRS 5，并将它们与化学计算进行比较，假设高能辐照。假设没有电离原恒星发射的模型进行了比较（i）一个模型假设强的原恒星X射线发射和（ii）一个二维（2D）模型，包括在远紫外线（FUV，6 - 13.6 eV）辐射的流出壁，分离流出的气体和下落的信封材料的发射。我们证实，FUV在二维模型中的效果与扩大照射表面是明显的。对FUV辐射非常敏感的分子是CH+，其丰度提高了5个数量级以上。CH ~+谱线的HIFI观测结果与Bruderer等提出的计算丰度、非LTE激发和谱线辐射转移的二维FUV模型一致。{Ref 20}因此，CH ~+是恒星形成区良好的FUV示踪剂。不排除潜在X射线照射的影响，但目前的数据无法证明。
2013-08-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Probing the radial temperature structure of protoplanetary disks with Herschel/HIFI
本文给出了HD 100546的CO J=10 ~（-9）、CO J=16 ~（-15）和[CII]的Herschel/HIFI光谱观测结果。我们的目标是解决线的速度分布，以解决发射区的过渡，并直接探测在磁盘中的暖气体的分布。的光谱显示双峰CO线轮廓集中在系统速度，符合磁盘的起源。J=16-15的谱线轮廓比J=10-9的谱线轮廓宽，而J =10-9的谱线轮廓又比低J跃迁的谱线轮廓宽（6-5，3-2，用APEX观察到的），因此显示出气体随半径的明显温度梯度。用幂律平盘模型同时拟合了CO谱线和CO转动阶梯，得到温度T_0 =1100 \pm 350 K（r_0 = 13 AU），温度径向梯度指数q=0.85 \pm 0.1。这表明，气体有一个陡峭的径向温度梯度比尘埃（平均q_{dust} ~ 0.5），提供了进一步的证据，气体和尘埃的热去耦在磁盘的高度，CO线形成。[CII]线剖面显示出强烈的单峰剖面，与系统速度相比，红移了0.5 km s-1。我们得出结论，[CII]发射的大部分具有非盘起源（例如，残余包层或弥散云）。
2013-09-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the physical structure of IRC+10216. Ground-based and Herschel observations of CO and CCH
富碳AGB星IRC+10216经历了强烈的质量损失，并在拱星物质的准周期密度增强已被报道。CO在CSE中是普遍存在的，而CCH发射来自空间受限的壳层。利用IRAM 30米望远镜和Herschel/HIFI，我们最近发现了CCH N=4-3，6-5，7-6，8-7和9-8跃迁的意外强发射，挑战了现有的化学和物理模型。我们的目标是限制IRC+10216的CSE的物理性质，包括对观测到的发射的情节质量损失的影响。特别是，我们的目标是确定CCH的激发区域和条件，并调和这些与干涉图的N=1-0过渡。通过辐射传输模型，我们提供了一个物理描述的CSE，约束的SED和一个样本的20个高分辨率和29个低分辨率的CO线。我们进一步提出详细的辐射传输分析CCH。假设距离为150秒差距，模拟的SED的恒星光度为11300 Lsun，尘埃质量损失率为4.0 \times 10^{-8}Msun/yr。根据20个高分辨率CO观测资料的分析，得出了近1000年来的平均气体质量损失率为1.5 \times × 10^{-5}Msun/yr。这给出了375的气体-尘埃质量比，这是典型的AGB星。整个CSE的气体动力学温度由3个幂律描述：当r<9 R * 时，它为r^{-0.58};当9 ≤ r ≤ 65 R * 时，它为r^{-0.40};当r> 65 R * 时，它为r^{-1.20}。该模型成功地描述了所有49…
2012-01-09 astro-ph.SR
Water in low-mass star-forming regions with Herschel: HIFI spectroscopy of NGC1333
“Herschel恒星形成区域中的水”（WISH）是一项关键计划，致力于研究水和相关物种在恒星形成过程中的作用，并限制年轻恒星物体的物理和化学性质。赫歇尔空间天文台的远红外线外差仪器（HIFI）观测到三颗深埋在低质量恒星形成区NGC 1333中的原恒星发生了几次H2- 16 O、H2- 18 O和CO跃迁。在每个源中的五个H16 O转换线配置文件被解决，揭示它们是令人惊讶的复杂。线剖面被分解为宽（>20 km/s）、中宽（~5-10 km/s）和窄（<5 km/s）分量。H2- 18 O发射仅在宽的1_10-1_01谱线（>20 km/s）中检测到，表明其物理来源与宽的H2- 16 O组分相同。在其中一个源IRAS 4A中，观测到了一个反天鹅座P廓线，这是一个在包络中明显的下降迹象。仅从谱线轮廓就可以清楚地看出，大部分辐射来自于沿外流腔壁（~10 000 AU）的小尺度（<1000 AU）和大尺度的激波。的H2O线配置文件进行比较CO线配置文件，以约束H2O丰度作为这些冲击区域内的速度的函数。H2O/CO丰度比测量为在~0.1-1的范围内，对应于H2O相对于H2的~10-5-10-4丰度。大约5-10%的气体足够热，使所有的氧气在温暖的激波后气体中被驱动到水中，大多数情况下是高速的。
2010-07-18 astro-ph.SR
Water deuterium fractionation in the high-mass star-forming region G34.26+0.15 based on Herschel/HIFI data
了解水的氘分馏作用对于限制星际云中水的形成机制是非常重要的。用赫歇尔空间天文台上的HIFI仪器以及地面单碟望远镜对高质量恒星形成区G34.26+0.15进行了HDO和H $_2^{18}$ O跃迁观测。检测到10条HDO谱线和3条H $_2^{18}$ O谱线，覆盖了22-204 K的高能级范围。我们使用非LTE 1D分析来确定作为包络中半径的函数的HDO/H $_2$ O比率。考虑了具有不同水丰度分布的模型，以重现所观察到的线剖面。发现热芯（$\sim$ 3.5 $\times$ 10 $^{-4}$ - 7.5 $\times$ 10 $^{-4}$）中的HDO/H $_2$/O比低于较冷包层（$\sim$ 1.0 $\times$ 10 $^{-3}$ - 2.2 $\times$ 10 $^{-3}$）中的HDO/H $_2$/O比。这是第一次发现HDO/H $_2$ O比率的径向变化发生在高质量源中。该源的化学演化被建模为其半径的函数，并且观察结果相对较好地再现。化学模式与观测结果的比较得出红外暗云阶段后$\sim$ 10 $^5$年的年龄。
2014-09-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Herschel/HIFI observations of red supergiants and yellow hypergiants: I. Molecular inventory
红超巨星（RSG）和黄超巨星（YHG）被认为是AGB和早期后AGB阶段的高质量恒星。我们通过大质量恒星在中间和温暖气体层的包层性质，研究了大质量恒星在主序星后演化过程中的质量损失。这些区域是气体加速发生的地方，可以看到最近的质量损失事件。我们使用赫歇尔空间天文台上的HIFI仪器观测了两个RSG（NML Cyg和参宿四）和两个YHG（IRC+10420和AFGL 2343）恒星样本中CO，水及其同位素的亚毫米和FIR跃迁。我们提出了一个库存的检测线，并分析其光谱剖面所揭示的信息。在早期研究中提出的结果的基础上，我们在IRC+10420中模拟CO和13 CO排放，并将其与一组从mm到FIR的线进行比较。红超巨星比YHG有更强的高激发线，这表明它们拥有致密和热的内壳层，有助于这些转变。因此，这些高J线在RSG起源于加速层，尚未达到拱星终极速度，并具有较窄的配置文件比他们的平顶低J同行。YHG往往缺乏这种内部成分，这与从较长波长的研究中得出的分离的中空信封的图片一致。仅在两个来源（NML Cyg，IRC+10420）中检测到NH3，这两个来源也被观察到是所研究样品中最强的水线发射体。相比之下，OH在所有来源中均被检测到，并且似乎与水线强度无关。我们表明，IRC+10420模型仅来自毫米低J CO跃迁是能够再现高J转变时，在内壳层的温度简单地降低了约30%。
2012-08-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Water in IRC+10216: a genuine formation process by shock-induced chemistry in the inner wind
在极端碳星IRC+10216的风中存在水已经被赫歇尔望远镜证实。高J H2O谱线被探测到的区域靠近恒星半径r \geq 15 R \ast。目的：我们研究了IRC+10216内部层中的水和相关分子的形成，在那里灰尘也会形成并加速风。方法：我们描述的分子形成的化学动力学网络，涉及碳和氧为基础的分子。然后，我们将这个网络的物理条件有关的灰尘形成区的经验之间的1和5 R \ast的脉动驱动的冲击通过。我们解决了一个系统的刚性，耦合，普通和微分方程。结果：成尘区存在非平衡化学。H2O在光球层上方快速形成，这是由热激波后气体中CO的热碎裂引起的羟基OH的合成。导出的5 R \ast处H2的丰度为1.4 \times 10-7，这与Herschel观测值非常吻合。无论恒星的C/O比如何，水的非平衡形成过程都是活跃的，因此，在渐近巨星分支上的所有恒星的风加速区都应该存在H2O。
2010-12-22 astro-ph.SR
High-J CO survey of low-mass protostars observed with Herschel-HIFI
深埋年轻恒星天体（YSO）的演化传统上是通过尘埃连续谱能量分布（SED）来追踪的，但由于缺乏高J CO观测，CO激发作为演化探针尚未被探索。目的是约束的物理特性（激励，运动学，柱密度）的温暖的气体对26个低质量的0级和I YSO使用光谱分辨赫歇尔空间天文台的数据高J线CO。数据补充地面观测APEX和JCMT的跟踪较低J CO线的较冷的气体。这是第一次对这些类型的源进行大型光谱分辨高J CO调查。由J_u=2-10积分强度的单温拟合得到的~（12）CO、~（13）CO和~（18）O的中位激发温度分别为~ 70 K、48 K和37 K，在0类和I类源之间没有显著差异，也没有随M_env或L_bol变化的趋势。因此，与连续谱SED相比，谱线能量分布（SLED）在嵌入阶段期间不显示演化。相反，所有CO同位素的积分线强度显示出明显的下降与演化阶段的信封是分散的。H2O 110-101/CO 10-9强度比与H2O/CO 3-2比相比不随速度显著变化，表明CO 10-9是线翼探测与H2O相同的暖激波气体的最低跃迁。全套C18 O线的建模表明0类源的丰度分布与低于25 K的冻结区和在较高温度下的蒸发一致，但有一部分CO在冷相中转化为其他物种。相反，在蛇夫座的两个I类来源的意见是一致的恒定的高CO丰度配置文件。
2013-06-17 astro-ph.SR
Herschel/HIFI Spectral Mapping of C$^+$, CH$^+$, and CH in Orion BN/KL: The Prevailing Role of Ultraviolet Irradiation in CH$^+$ Formation
CH $^+$离子是星际碳化学初始步骤中的关键物质。然而，它在不同环境中的形成还没有得到很好的理解，因为主要的产生途径是吸热的（4280 K），不太可能在分子云的典型温度下进行。我们研究CH $^+$的形成与CH $^+$ $J=1-0, 2-1$旋转跃迁的第一速度分辨光谱映射，三组CH $Λ$ -双三重线，$^{12}$ C $^+$和$^{13}$ C $^+$，和CH $_3$ OH 835~GHz E-对称Q分支跃迁，获得与Herschel/HIFI超过$\approx$ 12 arcmin $^2$集中在猎户座BN/KL源。我们提出的空间形态和运动学，云边界条件，激发温度，柱密度，和$^{12}$ C $^+$光学深度。表明C $^+$、CH $^+$和CH的发射出现在稀释气体中，在爆炸性、致密BN/KL流出物之外。我们的模型表明，紫外线照射提供了有利的条件，稳态生产CH $^+$在这种环境中。令人惊讶的是，没有发现这些物种的空间或运动学对应H $_2$ S（1）的排放跟踪冲击气体的流出。我们建议，C $^+$被消耗的快速生产的CO来解释缺乏C $^+$和CH $^+$的流出，荧光提供了水库H $_2$激发到更高的振转和旋转水平。因此，在恒星形成的环境中包含的冲击源和强紫外线辐射，CH $^+$的形成和激发条件的描述是不完整的，不包括重要的-可能占主导地位的-紫外线辐射的…
2016-04-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Herschel/HIFI Observations of Molecular Lines Toward G10.47+0.03
Institute of Astronomy Space and Earth Sciences（天文空间与地球科学研究所）；Rosseland Centre for Solar Physics, University of Oslo（奥斯陆大学罗斯兰太阳物理中心）；Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo（奥斯陆大学理论天体物理研究所）；Instituto de Astrofı́sica de Andalucı́a, CSIC（安达卢西亚天体物理研究所，西班牙国家研究委员会）；Xinjiang Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院新疆天文台）；Adamas University（亚当斯大学）；St. Xavier’s College (Autonomous)（圣泽维尔学院（自治））；School of Physics and Astronomy, Yunnan University（云南大学物理与天文学院）
通过HIFI观测G10分子线，确定分子丰度和激发条件，揭示喷流活动及热核环境。
2026-02-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Herschel-HIFI view of mid-IR quiet massive protostellar objects
我们提出了Herschel/HIFI观测（WISH KP）的14条水线在一个小样本的银河系大质量原恒星物体：NGC 6334 I（N），DR 21（OH），IRAS 16272 -4837，和IRAS 05358 +3543。我们分析了气体动力学从线的轮廓。通过使用RATRAN的观测建模，我们估计流出，流入，湍流速度，分子丰度，并调查与每个源的演化状态的任何相关性。分子线轮廓表现出一个广泛的组成部分，来自沿着与原恒星相关的腔壁的冲击，和一个下降（或IRAS 05358 +3543的膨胀）和被动加热的包络组件，与高度超音速湍流可能会增加与中心的距离。在6.3 × 10^{-5}和5.6 × 10^{-4} \msun yr^{-1}之间的吸积率是从我们的三个源观测到的陨石坑中推导出来的。外部水的丰度估计为几个10^{-8}的典型值，而内部水的丰度根据来源的不同而在1.7 10^{-6}到1.4 10^{-4}之间变化。我们确认，大质量恒星形成的区域是高度动荡的，动荡可能会增加与恒星的距离在信封。内部丰度低于预期的10^{-4}，可能是因为我们观测到的谱线没有探测到足够深的内部包层，或者是因为通过原恒星紫外光子的光解离比预期的更有效。我们发现，在原恒星的信封，更高的是内部的丰度，更大的下沉/膨胀速度产生的冲击，将溅射水从内部区域的尘埃颗粒的冰地幔。受到冲击的物质必然在气相中形成高速水。
2016-01-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Herschel-HIFI observations of high-J CO and isotopologues in star-forming regions: from low- to high-mass
背景;我们对恒星形成过程的理解传统上局限于某些质量或光度的边界，因为大多数研究只关注低、中、高质量的恒星形成区域。作为“Herschel恒星形成区中的水”（WISH）关键计划的一部分，在51个嵌入的年轻恒星物体（YSO）中观察到了水和其他重要分子，如CO和OH。所研究的样品涵盖了从<1 to >10^5 L_sol的光度范围。目的：我们分析了CO线发射对一个大样本的原恒星的线强度和配置文件。方法：分析了51个YSO样品的12 CO 10-9、13 CO 10-9和C18 O 5-4、9-8和10-9谱线的Herschel-HIFI谱。此外，12 CO 3-2和C18 O 3-2的JCMT谱将这种分析扩展到较冷的气体组分。结果;所有观察到的CO和同位素光谱显示出很强的线性相关性之间的线和辐射热光度跨越6个数量级的两个轴上的光谱。这表明高J CO线主要追踪与YSO相关的致密气体的量。这种关系可以扩展到更大的（河外）尺度。大多数探测到的12 CO谱线轮廓可以分解为一个宽的高斯分量和一个窄的高斯分量，而C18 O谱线主要是一个单一的高斯拟合。从星前核心到嵌入的原恒星，也观察到线轮廓的加宽，这主要是由于非热运动（湍流/坠落）。宽的12 CO 3-2和10-9速度分量的宽度与窄的C18 O 9-8配置文件，这表明夹带流出的气体和信封运动的原恒星的质量无关。这些结果表明，在原恒星信封的物理过程具…
2013-01-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Herschel observations of Extra-Ordinary Sources: Methanol as a probe of physical conditions in Orion KL
University of Michigan（密歇根大学）；Jet Propulsion Laboratory, Caltech（加州理工学院喷气推进实验室）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Universität zu Köln（科隆大学）
本研究利用Herschel/HIFI观测猎户座KL的甲醇辐射，检测到两个甲醇谱带，通过孤立跃迁区分不同空间成分，证明甲醇谱线可有效探测近年轻恒星暖区的物理条件。
2011-01-04 astro-ph.SR
The inner wind of IRC+10216 revisited: New exotic chemistry and diagnostic for dust condensation in carbon stars
目标。我们模拟了碳星IRC+10216的内风化学，并考虑了恒星脉动引起的周期性激波对气体的影响，以遵循激波气体层中的非平衡化学。我们考虑一个非常完整的化学家族，包括碳氢化合物和芳香族化合物，卤素和含磷物种。导出的丰度进行比较，从大型调查和赫歇尔的最新观测数据。结果冲击诱导的IRC+10216的尘埃形成区的非平衡化学碰撞破坏的CO在冲击后的气体触发形成的O-轴承物种（H2O，SiO）。大多数模拟丰度与IRC+10216上Herschel数据的最新值非常吻合。氢化物形成了一个家庭的丰富的物种，被驱逐到中间包层。特别地，HF将所有原子氟捕获在尘埃形成区中。卤素也很丰富，它们的化学性质与恒星的C/O比无关。因此，HCl和其他含Cl的物种也应该存在于富O AGB或超巨星的内风中。我们确定了一个特定的区域范围从2.5 R* 到4 R*，多环芳烃的形成和增长。根据芳烃质量估算的碳尘-气体质量比范围为1.2 x 10^（-3）至5.8 x 10^{-3}，与现有观测值吻合良好。芳族化合物形成区域位于热层的外部，其中SiC 2作为碳化硅粉尘合成的副产物产生。最后，我们预测一些分子线将显示通量随脉动相位和时间的变化（例如，H2O），而其他物种则不会（例如，CO）。这些变化仅仅反映了在尘埃形成区的冲击气体中在脉动周期内破坏和重整分子的非平衡化学。
2012-05-17 astro-ph.SR
On the accretion process in a high-mass star forming region - A multitransitional THz Herschel-HIFI study of ammonia toward G34.26+0.15
[摘要]我们的目标是探索高质量恒星形成早期阶段的气体动力学和吸积过程。利用Herschel-HIFI观测到的氨分子在太赫兹波段的7个跃迁的高分辨轮廓，研究了大质量恒星形成区G34.26+0.15中分子气体的向内运动.这些线的形状和强度的解释方面的辐射转移模型的一个球形的，崩溃的分子信封。一个加速的Lambda迭代（ALI）方法被用来计算模型。七条氨谱线显示了混合的吸收和发射，具有反向的P-Cygni型剖面，表明流入中央源。在谱线轮廓中可以清楚地看到，对于更高的激发跃迁，在越来越高的速度下吸收的趋势。$J = 3\leftarrow2$谱线只显示出很弱的辐射，因此这些吸收剖面可以直接用于分析气体的向内运动。这是第一次多过渡的光谱分辨旋转氨线的研究已用于此目的。此外，宽发射与$1_0-0_0$邻NH $_3$线的吸收混合，可能追踪恒星形成区域的分子外流。最佳拟合的ALI模型再现的连续通量和线的轮廓，但稍微低估的发射和吸收深度的基态邻线$1_0-0_0$。推导出的ortho-to-para比约为0.5，在整个下落云核心类似于最近的研究结果，半透明云的视线朝向W31 C和W 49 N。我们发现的两个气体成分向内移动的中心区域与恒定的速度：2.7和5.3公里$\,$ s $^{-1}$，相对于源系统速度的证据。推导出的质量吸积率足以克服预期的辐射压力G34.26+0.15。
2015-10-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
Mapping water in protostellar outflows with Herschel: PACS and HIFI observations of L1448-C
利用Herschel-HIFI和PACS仪器分别拍摄的o-H2O 1_{10}-1_01}和2_{12}-1_01}跃迁图，研究了H2O沿L1448外流的空间分布、速度分布、与其它示踪剂的关系以及丰度变化。水的排放出现cluerous，与个别峰值对应的冲击点沿流出。大部分的557 GHz的线被限制在径向速度范围内\pm 10-50公里/秒，但扩展发射与L1448-C极高速（EHV）射流也被检测到。H2O 1_{10}-1_H201}/CO（3-2）比值随速度的变化很大，这可能反映了两种物质排放气体中不同的和变化的物理条件。在超高压喷流中，推断出低的H2O/SiO丰度比，这可能表明分子的形成是从原恒星风直接喷出的无尘气体。我们得到的平均Tkin和n（H2）值分别约为300-500 K和5 × 10 ^6 cm-3，而沿外流的水丰度相对于H2的数量级为0.5-1 × 10^{-6}。相当恒定的条件下发现所有沿流出意味着流出传播的时间尺度上的进化效应不发挥主要作用的H2O化学。我们的分析结果表明，大部分观察到的H2O线来自冲击后的区域，在那里的气体，被加热到高温后，已经冷却到几百K。相对较低的衍生丰度，但是，要求一些机制，以减少H2O气体在震后地区。在可能的情况下，我们赞成H2O光解，这需要叠加的低速非解离冲击与快速解离冲击能够产生足够强度的FUV场。
2012-10-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Linking low- to high-mass YSOs with Herschel-HIFI observations of water
水能有效地探测年轻恒星（YSO）的动力学，特别是分子外流中的冲击。它是探索低质量原恒星的物理特性是否可以外推到大质量YSO的关键分子。作为WISH关键计划的一部分，我们研究了沿流出腔壁的冲击动力学和激发条件与源亮度的函数关系。分析了52个YSO的H2O 988、752、1097 GHz和12 CO J=10-9、16-15谱线的速度分辨赫歇尔-HIFI光谱，这些YSO的辐射热光度（L_bol）范围为<1 to >10^5 L_sun。H2O线的轮廓是相似的，表明它们探测的是相同的气体。我们看到两个主要的高斯发射组件在所有YSO：一个广泛的组件与非解离的冲击在流出腔壁（腔冲击）和一个狭窄的组件与静态信封材料。H_2O谱线（L_H_2O）总积分强度的60%以上来自空腔激波分量。所有YSO的H2O线宽相似，而12 CO 10-9的线宽随L_bol略有增加。用非LTE辐射转移代码RADEX进行的腔激波分量的激发分析显示，高质量YSO的752 GHz发射更强，这可能是由于红外辐射场的泵浦。正如以前发现的CO，一个很强的相关性与斜率单位测得的日志（L_H2O）和日志（L_bol），这可以外推到河外的来源。我们的结论是，广泛的组成部分的H2O和高J CO线起源于所有YSO的流出腔壁的冲击，而低J CO过渡主要跟踪夹带流出气体。与低质量天体相比，高质量天体的紫外线场和湍流运动更高，这可能解释了12…
2015-11-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
Discovery of Time Variation of the Intensity of Molecular Lines in IRC+10216 in The Submillimeter and Far Infrared Domains
我们报告的IRC+10216的原型拱星信封的丰富的分子物种的高旋转线的强强度变化的发现。观测是用\textit{Herschel} \thanks{\textit{Herschel} is an ESA space observatory with science instruments provided by European-led Principal Investigator consortia and with important participation from NASA}上的高强度红外线成像仪和IRAM \thanks{This work was based on observations carried out with the IRAM 30-meter telescope. IRAM is supported by INSU/CNRS (France), MPG (Germany) and IGN (Spain)} 30米望远镜进行的。它们涵盖了三年多的几个观察期。线强度的变化产生的分子在外层的信封最可能的结果从时间变化的红外泵浦速率。我们分析了这一发现的主要影响的解释分子线发射的信封的米拉型恒星。辐射转移计算必须考虑红外泵浦的时间变化和尘埃和气体温度随恒星相位的可能变化，以便再现不同时期的分子谱线观测。气体温度随恒星相位变化的影响对于在包层最里面区域产生的谱…
2014-10-21 astro-ph.SR
Herschel observations of the hydroxyl radical (OH) in young stellar objects
Herschel恒星形成区中的水（WISH）是Herschel的一个重点计划，研究原恒星演化过程中年轻恒星（YSO）中的水化学。羟基（OH）是化学网络中与H2O的形成和破坏最密切相关的反应物之一。高温化学通过OH + H2 H2O + H反应连接OH和H2O<->。从OH形成H2O是有效的高温制度中发现的冲击和原恒星信封的最里面的一部分。此外，在UV光子的存在下，可以从H2O的光解离产生OH。使用Herschel上的远红外外差仪器（HIFI）对HH 46和NGC 1333 IRAS 2A的OH 163.12微米三重态进行高分辨率光谱分析。低质量和中等质量的YSO HH 46，TMR 1，IRAS 15398-3359，DK Cha，NGC 7129 FIRS 2和NGC 1333 IRAS 2A用光电探测器阵列相机和光谱仪（PACS）在OH和两条[OI]线的四次跃迁中观察到。在79，84，119，和163微米的OH跃迁和[OI]发射在63和145微米的PACS检测到对I类低质量的YSO以及中等质量和I类Herbig Ae源。从0级YSO NGC 1333 IRAS 2A中没有检测到OH发射，尽管在吸收中检测到119微米。使用HIFI，未从HH 46中检测到163.12 μ m，仅从NGC 1333 IRAS 2A中初步检测到。HH 46的PACS和HIFI结果的组合限制了线宽（FW…
2010-07-13 astro-ph.SR
Herschel observations of EXtra-Ordinary Sources: The Terahertz spectrum of Orion KL seen at high spectral resolution
University of Michigan（密歇根大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Jet Propulsion Laboratory, Caltech（加州理工学院喷气推进实验室）；Observatoire de Paris（巴黎天文台）；Université de Toulouse [UPS]（图卢兹大学）；CNRS/INSU（法国国家科学研究中心）
本研究利用Herschel的HIFI仪器首次获得猎户座KL两个太赫兹波段的高光谱分辨率观测结果，表征了相关发射线的来源，并发现这些波段的发射线密度远低于更低频率的HIFI观测波段。
2010-07-26 astro-ph.SR
Detection of the detached dust shell of U Antliae at mid-infrared wavelengths with AKARI/IRC
我们报告了AKARI上的红外相机（IRC）对碳星U Ant的中红外（MIR）成像观测。通过减去中央恒星的伪影和扩展PSF，首次揭示了在MIR波长（15和24μm）下碳星周围分离的尘埃壳。观测到的MIR辐射的径向亮度分布很好地解释了光学散射光观测中检测到的距离中心恒星43”和50”的两个壳层。结合Herschel/PACS、AKARI/FIS和AKARI/IRC数据，得到了U Ant离体壳在15- 160 μm宽红外光谱范围内热辐射的红外光谱能量分布（SED）。单一温度的无定形碳颗粒的热发射不能解释从15到160 μm观察到的SED：它低估了15 μm处的发射。另外，所观察到的SED由两个壳中的无定形碳颗粒具有60和104 K的不同温度的模型拟合，该模型将大部分尘埃质量分配在50”处的壳中。这支持了先前的建议，即43”的外壳富含气体，50”的外壳富含灰尘。我们提出了一种可能性，即气体和尘埃的偏析造成的亚微米大小的尘埃颗粒相对于气体的漂移运动，并与富含气体的外壳相关联的热尘埃成分是由非常小的颗粒，强烈耦合的气体。
2011-02-02 astro-ph.SR
Late Stages of Stellar Evolution - Herschel's contributions
冷的物体在红外线下发光。以星风的形式逃离演化的晚型恒星的恒星引力的气体和固态物质是冷的，温度通常为$\la$ 1500\，K，并且可以理想地在红外线下进行研究。这些恒星风产生了巨大的延伸的星周包层，其范围接近$10^{19}$ \，cm。在这些信封，一个复杂的运动学，化学和化学的相互作用决定了全球和当地的结构参数。解开风加速机制并推导出包络的复杂结构，对于理解我们银河系中约97%的恒星演化的后期阶段非常重要。这样，我们也可以通过这些演化恒星的质量损失来评估星际介质的显著化学富集。赫歇尔空间天文台在研究演化恒星方面具有独特的优势，这要归功于船上三台红外和亚毫米仪器的出色性能：PACS，SPIRE和HIFI。在这篇综述中，我给出了一些重要的结果，在赫歇尔观测的前两年中获得的领域的演化低和中等质量的恒星，我将展示赫歇尔观测如何解决一些历史问题，这些后期阶段的恒星演化，但也增加了一些新的。
2012-12-19 astro-ph.SR
The wind of W Hya as seen by Herschel. II. The molecular envelope of W Hya
渐近巨星分支（AGB）上的中低质量恒星的演化主要受这些恒星在恒星风中失去质量的速率控制。了解AGB星星风的驱动机制和强度以及核合成产物在其表面富集的过程对于约束AGB演化和预测星系的化学演化至关重要。在以前的论文中，我们已经限制了结构的流出包络的W Hya使用光谱线的$^{12}$ CO分子。在这里，我们扩大了这项研究的建模广泛的一组H $_{2}$ O和$^{28}$ SiO线观察到的三台仪器上赫歇尔使用国家的最先进的分子激发和辐射传输代码。氧同位素比值和$^{28}$ SiO丰度分布可以分别与初始恒星质量和恒星风底部尘埃形成的关键方面联系起来。H $_{2}$ O和$^{28}$ SiO的模拟证实了由$^{12}$ CO线导出的W Hya包络模型的性质。我们发现一个H $_2$ O ortho-to-para比为2.5\，$^{+2.5}_{-1.0}$，符合预期的AGB风。O $^{16}$ /O $^{17}$比表明W Hya的初始质量约为1.5 M $_\odot$。虽然HIFI观测到的邻位和对位H $_{2}$ O线似乎是物理性质略有不同的示踪气体，但$0.7\pm0.1$ km·s $^{-1}$的湍流速度与两种自旋异构体和$^{28}$ SiO的HIFI线吻合得很好。邻位和对位H $_2^{16}$ O和$^{28}$ SiO相对于H $_{2}$的丰度分别为$(6…
2014-09-01 astro-ph.SR
The wind of W Hya as seen by Herschel - I. The CO envelope
渐近巨星分支（AGB）恒星通过恒星风失去它们的包络，其驱动机制还不清楚。流出物的组成和热力学和动力学结构的特征提供了理解AGB演化所必需的约束条件，包括质量损失率和同位素比。我们模拟了CO排放的风的低质量损失率富氧AGB星W Hya使用的HIFI，PACS和SPIRE仪器机载赫歇尔空间天文台和地面望远镜获得的数据。使用$^{12}$ CO和$^{13}$ CO线来约束来自分辨的HIFI线的本征$^{12}$ C/ $^{13}$ C比率。外流加速到大约5.5 km/s是相当缓慢的，可以用指数为5的β型速度定律来表示。超过这一点，加速到终极速度7 km/s会更快。利用J=10-9、9-8和6-5的跃迁，我们发现W Hya的本征$^{12}$ C/ $^{13}$ C比为$18\pm10$，其中误差棒主要是由于$^{12}$ CO丰度和4.6 $μ$ m附近恒星通量的不确定性。为了匹配低激发CO谱线，这些分子需要在大约500个恒星半径处进行光解离。在70 $μ$ m处由PACS图像测量的径向尘埃发射强度分布显示出比我们的模型预测的超过20弧秒更强的发射。风的初始缓慢加速意味着在包络线的下部中的低效的风驱动。风中动量的最后注入可能是由于尘埃物质的后期凝结而导致不透明度增加的结果。推导出的W Hya的固有同位素比与第一次挖掘所设定的值一致，并表明初始质量为2 M $_\odot$或更高。然…
2014-03-12 astro-ph.SR
Probing the 2D temperature structure of protoplanetary disks with Herschel observations of high-J CO lines
原行星盘的气体温度结构是解释各种盘观测和量化这些系统随后演化的关键因素。低-和中- $J$ CO转动线的比较是一个强有力的工具，以评估在温暖的分子层的磁盘的温度梯度。光谱分辨高$J$（$J_{\rm u} > 14$）CO线探测中间距离和高度的恒星，不采样（亚）毫米CO光谱。本文介绍了4个Herbig AeBe盘（HD 100546，HD 97048，IRS 48，HD 163296）和3个TTauri盘（AS 205，S CrA，TW Hya）中$^{12}$ CO，$^{13}$ CO和\cii发射的新的{ \it Herschel}/HIFI和存档PACS观测。在T Tauri系统AS 205和S CrA的情况下，CO排放具有单峰曲线，可能是由于缓慢的风。对于所有其他系统，{ \it Herschel} CO光谱与纯盘发射和光谱分辨线（HIFI）和CO旋转梯（PACS）进行了分析，同时假设幂律温度和柱密度分布，使用速度分布定位在磁盘中的发射。温度分布随磁盘的不同而变化很大。特别是，$T_{\rm gas}$在磁盘表面层可以不同的4赫比格AeBe系统与HD 100546是最热的和HD 163296的最冷的磁盘的样品之间的数量级。有明显证据表明，在赫比格埃的所有圆盘中都发现了一个温暖的圆盘层，其中$T_{\rm gas} > T_{\rm dust}$。将观察到的CO通量和谱线轮…
2016-04-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Herschel PACS and SPIRE imaging of CW Leo
Herschel PACS和SPIRE图像是在著名的碳星CW Leo（IRC +10 216）周围30'x30'的区域内获得的。在一个直径约为22'的不完全弧中发现了一个扩展结构，它与Sahai和Chronopoulos在紫外GALEX图像上定义的由于与星际介质相互作用而产生的终止激波共空间。在与ISM发生相互作用的区域中，在70、160、250、350和550 μ m波段中导出通量，并且这可以与温度为25 ± 3 K的修改的黑体拟合。利用已发表的恒星自行和径向速度，我们推导出日心空间运动为25.1 km/s。利用PACS和SPIRE数据以及弓形激波结构的解析公式，我们推断弓形激波的反投影射距为R 0 =（8.0+-0.3 x10 ^17 cm）。我们还导出了恒星相对于ISM的相对速度为（106.6 ± 8.7）/sqrt（n_ISM）km/s，其中n_ISM是本地ISM的数密度。
2010-05-11 astro-ph.SR
Hot water in the inner 100 AU of the Class 0 protostar NGC1333 IRAS2A
低质量原恒星内部100天文单位（即所谓的热核）的水冰在100 K以上蒸发时，相对于H2，静止水蒸气的丰度约为10^-4。到目前为止，观测证据表明丰度只有几个10^-6。然而，这些值是基于球面模型，从干涉测量研究中得知，球面模型在相关空间尺度上是不准确的。热核真的比预期的要干燥得多吗？或者低丰度是不准确的物理模型的产物？我们给出了低质量0类原恒星NGC 1333 IRAS 2A中H2- 16 O和H2- 18 O的3（12）-3（03）线（1097 GHz，Eup/k = 249 K）的深速度分辨Herschel-HIFI谱。一个具有幂律密度分布的球形辐射转移模型不能再现H2- 18 O3（13）-2（20）线（203 GHz，Eup/k = 204 K）上的HIFI数据和现有的干涉数据。相反，HIFI光谱可能显示出半径约为100 AU的热核的光学厚发射。根据C_（18）O J=9-8和10-9谱线估算了热核的质量。我们推导出热水丰度的下限为2 × 10 ^-5，与理论预测的~10^-4一致。修正后的HDO/H2O丰度比为1x 10 ^-3，比之前估计的低了一个数量级。
2013-03-25 astro-ph.SR
Ionized carbon around IRC +10216
渐近巨星分支（AGB）恒星在其演化的后期阶段失去质量时，在其外壳中产生了丰富的分子库存。这些分子无法在星际空间的条件下生存，在那里它们暴露在星际辐射场的紫外光子中。因此，子分子是注入太空的分子，预计这些分子的光环将存在于冷演化的恒星周围。除了H2外，包层中最丰富的分子是CO，它分解成C，C在恒星周围的光环中迅速电离，该光环相对于星际辐射场来说是光学薄的。我们开发的电离碳晕的大小和柱密度的详细研究，附近的恒星IRC +10216的具体预测。我们将这些模型与使用SOFIA和Herschel的[C II] 157.7微米远红外精细结构线的观测结果进行了比较。向恒星的明亮发射和扩展[C II]的上限的组合与任何标准模型都不一致。朝向恒星的[C II]的存在需要外流内部的一些解离和电离，可能是由于一颗热伴星。扩展[C II]发射的缺乏需要从CO光解的子产物在外壳中保持冷。朝向恒星的[C II]分布是不对称的，由于寒冷的外层包层，吸收发生了蓝移。
2021-12-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Analysis of the Herschel/HEXOS Spectral Survey Towards Orion South: A massive protostellar envelope with strong external irradiation
我们目前的结果，从一个全面的亚毫米光谱调查对源猎户座南，获得的数据的基础上与HIFI仪器搭载的\textit{Herschel Space Observatory}，覆盖频率范围480至1900 GHz。我们用S/N $>$ 3 $σ$探测到685条光谱线，来自52种不同的分子和原子种类。我们模拟每个检测到的物种假设条件的局部热力学平衡。该分析提供了猎户座南的物理条件（柱密度，温度，源大小，\& V $_{LSR}$）的估计。我们发现了三种不同的云成分的证据：（T $_{ex} \sim 20-40$ K），空间扩展（$> 60"$）和静止（$ΔV_{FWHM} \sim 4$ km s $^{-1}$）分量;较暖的（T $_{ex} \sim 80-100$ K），空间延伸较小（$\sim 30"$）和动态（$ΔV_{FWHM} \sim 8$ km s $^{-1}$）分量，可能受到嵌入流出的影响;以及运动学上不同的区域（T $_{ex}$ $>$ 100 K; V $_{LSR}$ $\sim$ 8 km s $^{-1}$），主要是来自追踪紫外线辐射的物质的发射，可能在云的表面。我们发现一个化学上不同的“热芯”组件的存在的证据很少，可能是由于小填充因子的热芯或热芯内的\textit{Herschel}光束。我们发现，在较冷的气体的化学成分，猎户座南部的静态组件更接近猎户座K…
2016-08-22 astro-ph.SR
Water in massive star-forming regions: HIFI observations of W3 IRS5
我们提出了赫歇尔观测的水分子在大质量恒星形成区W3 IRS 5。o-H 17 O 110-101、p-H 18 O 111-000、p-H 2 O 22 202-111、p-H 2 O 111-000、o-H 2 O 221-212和o-H 2 O 212-101谱线，频率范围从552 GHz到1669 GHz，已被HIFI以高光谱分辨率检测到。在W3 IRS 5中的水线显示出清晰的高速机翼，表明外流的明显贡献。此外，系统的蓝移吸收在水线表明膨胀，大概是由外流驱动。未检测到坠落信号。p-H2O 111-000和o-H2O 212-101谱线显示了高质量原恒星包层所嵌入的冷物质（T ~ 10 K）的吸收。一维辐射转移模型被用来估计水的丰度，并进一步研究该区域的运动学。我们表明，在罕见的同位素的排放直接来自信封（T > 100 K）的内部部分的水冰在尘埃地幔蒸发和气相丰度增加。在我们的模型中，需要水丰度的跳跃（恒定的内部丰度为10^{-4}）来重现o-H 17 O 110-101和p-H 18 O 111-000光谱。我们估计在包层的外部（T < 100 K）水的丰度为10^{-8}到10^{-9}。两个原恒星的物体有助于发射的可能性进行了讨论。
2010-09-28 astro-ph.SR
Warm CO in evolved stars from the THROES catalogue. II. Herschel/PACS spectroscopy of C-rich envelopes
这是利用THROES星表中演化恒星的Herschel/PACS光谱学研究其星周包层（CSE）内部区域的系列论文的第二篇。我们分析了CO的发射光谱，包括大量的高- $J$ CO线（从$J$ =14-13到$J$ =45-44），作为一个代理的温暖的分子气体的CSE的样本的明亮的富碳恒星跨越不同的演化阶段，从渐近巨星分支（AGB）的年轻行星状星云（PNe）阶段。我们使用的旋转图（RD），以获得旋转温度（$T_{\rm rot}$）和质量（$M_{\rm H_2}$）的信封层的CO跃迁出现。我们还获得了一阶估计的质量损失率和评估的不透明度校正的影响范围内的特征包络半径。我们使用多历元光谱研究富C包络IRC+10216的CO通量变化的影响，$T_{\rm rot}$和$M_{\rm H_2}$的值。PACS灵敏度允许研究比以前更高的旋转数，表明存在大量较热气体（$\sim$ 200-900 K），在亚mm/mm波长下观察到较低的$J$ CO无法追踪。质量在$\sim10^{-2}-10^{-5}\,\rm M_{\odot}$范围内，与温度反相关。对于一些强CO发射体，我们推断一个双温（温暖的$T_{\rm rot}\sim$ 400 K和热$T_{\rm rot}\sim$ 820 K）组件。从IRC+10216的分析中，我们证实了谱线变异性的影响仅对热组分的$T_{\rm rot}$是…
2018-12-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Herschel detects oxygen in the beta Pictoris debris disk
年轻的恒星β-Picture以其尘土飞扬的碎片盘而闻名，这些碎片盘是由围绕恒星运行的微行星碰撞而产生的，微行星大小的天体。除了尘埃之外，少量的气体也被认为是围绕恒星运行的，可能是由于猛烈碰撞的尘埃颗粒蒸发的结果。从前面的吸收光谱中可以看到圆盘的边缘，我们知道气体相对于其他元素来说含有非常丰富的碳。然而，氧气含量更难评估，早期的估计发现气体中的氧气非常少，C/O比比宇宙值高20倍。如此高的碳氧比很难解释，而且会对行星形成产生深远的影响。在这里，我们报告的观测远红外空间望远镜赫歇尔，使用PACS，从电离碳和中性氧的发射线。探测到的C+的发射与之前报道的赫歇尔的HIFI仪器观测到的一致，而O的发射很难解释，除非假设盘中有一个高密度区域，可能是一个团块或致密的环面，需要充分激发O原子。一种可能的情况是，C/O气体的产生过程与ALMA最近在盘中观察到的CO团簇相同，并且气体的重新分布需要比以前假设的更长的时间。C/O比和O质量的更详细的估计将不得不等待更好的C/O气体空间分布的约束。
2016-04-25 astro-ph.SR
The HIFI spectral survey of AFGL2591 (CHESS). I. Highly excited linear rotor molecules in the high-mass protostellar envelope
我们的目标是揭示气体能量学的原型高质量原恒星物体AFGL 2591使用基于空间的远红外线观测线性转子分子的拱星环境。CO、HCO+、CS、HCN和HNC的旋转谱线特征来自Herschel/HIFI的490-1240 GHz测量，并辅以地面JCMT和IRAM 30 m谱，覆盖E（up）/k在5和~300 K之间的跃迁（12 C16 O为750 K，使用选定的频率设置高达1850 GHz）。分辨出的谱线轮廓被用来分离和研究各种运动分量。的线配置文件显示两个排放分量，其中最宽和最蓝的是由于接近外流和其他的信封。我们发现的证据越来越多的红移和更广泛的线轮廓的包络气体随着能级的增加，定性地解释了剩余流出的贡献拿起系统减小光束尺寸。在<50 ~ 700 K范围内，随着E（up）/k的增加，各物种的积分谱线强度逐渐减小。我们约束以下内容：外流气体的n（H2）约为10^5-10^6 cm^-3，T约为60- 200 K;已知前景吸收云的T=9- 17 K，N（H2）约为3 × 10^21 cm^-2;第二个前景成分的N（H2）<10^19 cm^-2。我们的球包络辐射转移模型系统地在E（上）/k > 150 K的所有物种的观测线发射不足。这表明应该将暖气体添加到模型中，并且模型的几何形状应该为来自该暖气体的线发射提供低光学深度路径以逸出，例如以在有利的倾斜角度观察的UV加热的流出空腔壁的形式。导出…
2013-03-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Polarisation Observations of VY Canis Majoris Water Vapour 5{32}-4{41} 620.701 GHz Maser Emission with HIFI
背景：对富氧恒星演化过程中的水蒸气脉泽发射仍然知之甚少。额外的观测，包括偏振研究和同时观测不同的脉泽跃迁，最终可能会导致更大的洞察力。目标：我们的目的是阐明VY CMa水汽脉泽的性质和结构的一部分，通过观测测试的理论预测的相对强度的620.701 GHz和22.235 GHz脉泽组件的ortho水汽。方法：在其高分辨率模式（HRS）的Herschel红外外差仪器（HIFI）提供了0.125 MHz的频率分辨率，对应于0.06 km/s的视线速度，我们采用它来获得在620.701 GHz的VY CMa频谱中脉泽尖峰的强度和线性偏振。利用设在Effelsberg的马克斯-普朗克射电天文学研究所的100米望远镜对22.235千兆赫微波激射器进行的同时地面观测提供了620.701千兆赫与22.235千兆赫的发射比。结果：我们报告的第一个天文探测到的水蒸气脉泽发射在620.701 GHz的日期。在VY CMa中，620.701和22.235 GHz极化都很弱。在620.701千兆赫的微波激射峰值叠加在似乎是一个广泛的发射组件，共同推出不对称的恒星。我们观察到的620.701 GHz的发射在两个时代21天，既要测量潜在的方向的线性极化脉泽组件，并获得这些组件的寿命的措施。虽然我们没有检测到显着的极化水平在核心的线，他们上升到约6%，在其翅膀。
2010-09-05 astro-ph.IM astro-ph.SR
