Modelling CO emission from hydrodynamic simulations of nearby spirals, starbursting mergers, and high-redshift galaxies
我们对CO分子的发射线强度进行了建模,其基础是对具有非常高分辨率(3 pc和10^3 Msun)的螺旋星系、合并星系和高红移星系的流体动力学模拟,以及星际气体相空间结构的详细模型,包括激波加热、恒星反馈过程和星系风。模拟分析与大速度梯度(LVG)模型计算本地发射在各个分子线在每个分辨率元素,辐射传输和不透明度的影响,以及从星系出现的强度,产生合成光谱的CO分子的各种转变。该模型再现了已知的CO光谱和CO到H2的转换因子在附近的螺旋和星爆主要合并的属性。合并中CO谱线的高激发主要由过量的高密度气体控制,并且产生这种致密气体过量的高湍流速度和压缩导致宽线宽和低CO强度与H2质量比。当应用于高红移的富含气体的盘星系时,同样的模型预测它们的CO到H2的转换因子几乎和附近的螺旋星系一样高,并且比恒星爆炸合并中的高得多。高红移盘状星系包含巨大的恒星形成团,其中包含与空间集中的恒星反馈源加热的气体相关的高激发成分,尽管CO(1-0)到CO(3-2)的发射总体上由致密团周围的低激发气体主导。这些结果总体上突出了CO激发和CO到H2的转换因子对星系类型的强烈依赖性,即使在类似的恒星形成速率或密度。底层过程是由星际介质结构和湍流及其对恒星反馈的响应驱动的,这取决于全球星系结构,反过来又影响CO排放特性。
2015-01-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Infrared 3-4 Micron Spectroscopy of Nearby PG QSOs and AGN-Nuclear Starburst Connections in High-luminosity AGN Populations
我们给出了30个z < 0.17的PG类星体的红外L波段(3-4微米)狭缝光谱的结果,PG类星体是局部高光度的光选活动星系核的代表性样品。3.3微米多环芳烃(PAH)的辐射特征被用来探测核(<几千秒差距)星暴活动,并研究活动星系核与PG类星体核星暴之间的联系。在观测到的PG类星体的5/30的单个光谱中检测到3.3微米的PAH发射。我们构建了一个复合光谱的PAH-未检测到PG类星体,并辨别其中的3.3微米的PAH排放的存在。我们分别从观测到的3.3微米PAH发射和3.35微米连续光度估算了核星暴和活动星系核的光度,发现PG类星体的核星暴与活动星系核的光度比与以前研究的低光度活动星系核的光度比相似,这表明活动星系核星暴与活动星系核之间的联系在局域宇宙活动星系核的宽光度范围内是有效的。在具有超大质量黑洞质量的PG类星体中,观测到的核-星暴-活动星系核光度比与基于超大质量黑洞的生长受星暴诱导的湍流控制的假设的理论预测相当。
2011-01-10 astro-ph.CO
The triggering of starbursts in low-mass galaxies
星系中恒星形成的强烈爆发可能由内部或外部机制触发。我们研究的HI气体的分布和运动学在18个附近的星暴矮星系,有准确的恒星形成历史的HST观测解决恒星星族的外部区域。我们发现,星暴矮星表现出各种HI形态,从严重干扰HI分布与主要的不对称性,长灯丝,和/或HI恒星偏移,不平衡的HI分布与轻微的不对称性。我们量化的外部HI不对称性,我们的样本和控制样本的典型矮不规则。星暴矮星比典型的不规则星有更多不对称的外HI形态,这表明一些外部机制触发了星暴。此外,拥有一个老爆发(> 1亿年)的星系比拥有一个年轻爆发(<1亿年)的星系有更多对称的HI形态,这表明前者可能有足够的时间来调整它们的外部HI分布。我们还研究了这些星暴矮星的附近环境,发现它们中的大多数($\sim$ 80 $\%$)在投影距离<200 kpc处至少有一个潜在的扰动。我们的研究结果表明,恒星爆发是由过去的相互作用/合并之间的气体丰富的矮星或直接气体从IGM的下降。
2014-09-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observational Constraints on the Molecular Gas Content in Nearby Starburst Dwarf Galaxies
利用哈勃太空望远镜观测到的19个邻近星暴矮星系中光学分辨的恒星星族的恒星形成历史,我们测量了在爆发中新形成的恒星的恒星质量表面密度。通过假设恒星形成效率(SFE),我们然后计算推断的气体表面密度在爆发的开始。假设SFE为1%(在正常的恒星形成星系中通常是这样假设的),并且假设气体是纯原子的,那么就可以得到非常高的HI表面密度(~10^2-10^3 Msun pc^-2),这比在矮星系中观测到的要高得多。这意味着要么在这些矮星暴星系中存在较高的SFE值,要么在矮星中存在大量的H_2(或两者兼而有之)。将假设的SFE提高到10%或更高(与观测到的与合并星系相关的更大质量的星爆一致),仍然会导致HI表面密度高于10个星系中观测到的密度。因此,这些观测似乎要求这些矮恒星爆发星系中的气体在爆发开始时有很大一部分是分子形式的。我们的结果表明,样品的分子气柱密度在10^19-10^21 cm^-2之间。在那些观测到CO的星系中,这些密度对应的CO-H_2转换因子(X_CO)的值在>3- 80 × 10^20 cm^-2(K km s^-1)^-1的范围内,或者比银河系的X_CO值大40倍。
2012-05-11 astro-ph.CO
Mass and metal ejection efficiency in disk galaxies driven by young stellar clusters of nuclear starburst
我们目前的结果从模型驱动的能量注入核星爆的星系风。星暴的总能量由年轻的中心星团提供,部分银河星际介质作为银河风的一部分被推出(在某些情况下,银河风包含新一代恒星产生的金属的重要部分)。我们已经进行了绝热和辐射的三维N体/光滑粒子流体动力学模拟银河风使用GADGET-2代码。数值模型涵盖了大范围的恒星暴(从$\sim10^2$到$\sim10^7$ M $_\odot$)和星系气体质量(从$\sim6\times10^6$到$\sim10^{11}$ M $_\odot$)。集中的中央星暴区是星系中产生质量和金属损失的有效引擎,也是驱动星系中金属重新分布的有效引擎。
2011-02-01 astro-ph.CO
Studies of Radio Galaxies and Starburst Galaxies using Wide-field, High Spatial Resolution Radio Imaging
本文首次报道了宽视场甚长基线干涉测量(VLBI)成像新技术的应用。这些技术用于三个具体的科学领域:(一)对邻近星暴星系中致密射电源进行亚秒差距尺度的研究;(二)对活跃射电源星系中喷流相互作用的研究;(三)对亚弧秒、90厘米天空进行无偏差的研究。
2014-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
High Energy Gamma-ray Absorption and Cascade Emission in Nearby Starburst Galaxies
最近,费米、H.E.S.S.、和真理。由于星暴星系有很高的恒星形成率,并且在星暴中心区域有大量的尘埃,因此那里的红外辐射很强。伽马射线光子通过电子和正电子对的产生被星际辐射场光子吸收。产生的电子和正电子对通过逆康普顿散射通过级联发射将星际光子散射成非常高能量的伽马射线光子。在本文中,我们评估的贡献,这级联发射的伽马射线谱的M82和NGC 253。虽然由于伽马射线的衰减,很难直接看到能量大于10 TeV的宇宙射线的伽马射线证据,但由此产生的级联发射将是间接证据。通过包括级联组件,我们发现,总通量超过1 TeV的增加~18%和~45%的吸收通量相比,假设最大动能质子能量为45.3 TeV和512 TeV,分别。未来的伽玛射线观测站,如CTA,将能够通过与包括级联效应的理论发射模型进行比较,看到能量大于10 TeV的宇宙线的间接证据。
2010-12-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
The ACS Nearby Galaxy Survey Treasury VII. The NGC 4214 Starburst and the Effects of Star Formation History on Dwarf Morphology
我们提出了深哈勃太空望远镜宽视场行星相机2(WFPC 2)光学观测作为ACS邻近星系调查金库(ANGST)的一部分,以及早期发布的宽视场相机3(WFC 3)紫外和红外观测附近的矮恒星爆发星系NGC 4214。我们的数据提供了一个详细的例子,说明如何覆盖如此广泛的波长范围,为约束恒星星族的物理性质提供了一个强大的工具。最深的数据达到了M_F814W-0.2的古老红色团块。所有的光学数据达到主序列关闭的恒星年龄小于3亿年,和蓝色的He燃烧序列的恒星年龄小于5亿年。完整的CMD拟合分析表明,我们的数据集中的所有三个领域都与约75%的恒星质量年龄超过8 Gyr相一致,尽管目前的恒星形成率范围很广。因此,我们的研究结果表明,NGC 4214的尺度长度一直保持相对恒定的许多陀螺。正如其他人之前指出的那样,我们还发现该星系最近增加了产量,这与其明亮的紫外线光度及其紫外线明亮的大质量恒星的数量一致。在中心区域,我们发现F336 W亮度为-9.9的UV点源。在恒星演化模型中,这些恒星的亮度与质量至少为52-56 M_sun、年龄接近400万年的恒星相当。假设一个标准的IMF,我们的CMD很好地拟合了1亿年前开始的恒星形成率的增加。这个晚型矮星的恒星星族与NGC 404的恒星族进行了比较,NGC 404是一个早型矮星,也是当地环境中质量最大的星系。晚期型矮星似乎具有类似的高比例的古代恒星,这表明这些主…
2011-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Starburst-Driven Galactic Winds: Filament Formation and Emission Processes
我们对超音速风与非球形辐射云的相互作用进行了一系列三维模拟。这些模拟的动机是我们最近的三维模型的星暴驱动的星系风与不均匀的磁盘相互作用,这表明,一个光学发射灯丝可以形成由云的分裂和加速成超音速风。在这项研究中,我们考虑了两种不同的几何形状(分形和球形)的云的演变,并调查辐射冷却对云的生存的重要性。我们还进行了全面的分辨率研究,以确定假设的数值分辨率对结果的影响。我们发现云辐射热量的能力对其生存至关重要。当绝热云在短时间内被破坏时,辐射云通过开尔文-亥姆霍兹不稳定性被分解成许多小而密集的云团,这些云团被吸入气流中形成对流结构。破碎的程度在很大程度上取决于模拟的分辨率,随着开尔文-亥姆霍兹不稳定性得到更好的解决,所形成的云的数量会增加。然而,有一个明显的质量趋势,即在高分辨率下仍然存在碳纳米管结构。我们证实了在我们的全球模拟的恒星暴驱动的风中发现的H-α发射丝形成背后的机制。基于我们的分辨率研究,我们得出结论,加速气体云周围的弓形激波,以及它们之间的相互作用,是在这些银河尺度风中观察到的软X射线发射的主要来源。[删节]
2009-07-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Large turbulent reservoirs of cold molecular gas around high-redshift starburst galaxies
处于宇宙恒星形成高峰期的星暴星系是宇宙中最极端的恒星形成引擎之一,产生的恒星超过1亿年。这些星系的恒星形成率超过每年100 $M_\odot$,需要大量的冷分子气体被输送到它们的核心,尽管有来自恒星或活动星系核的强烈反馈。因此,星暴星系是解开这种反馈与星系生长之间关键相互作用的理想目标。次甲基阳离子CH $^+$对于这种研究是最有用的分子,因为它不能在没有超热能输入的情况下在冷气体中形成,因此它的存在突出了机械能或强UV辐射的耗散.在这里,我们报告的检测CH $^+$(J=1-0)的光谱中的六个透镜星暴星系的红移z~2.5的发射和吸收线。该谱线具有如此高的激发临界密度,以至于它仅在非常致密($>10^5$ cm $^{-3}$)的气体中发射,并且在低密度气体中被吸收。我们发现,CH $^+$发射线,这是更广泛的1000公里秒$^{-1}$,起源于密集的冲击波提供动力的热银河风。CH的$^+$吸收线揭示了冷($T\sim 100$ K)、低密度气体的高度湍流的储存库,这些气体延伸到恒星爆发核心(半径<1 kpc)之外(>10 kpc)。我们表明,星系风维持湍流在10千秒差距尺度的环境中的星暴核心,处理这些环境成多相,引力约束水库。然而,发现质量流出率不足以平衡恒星形成率。因此,这些水库需要另一个质量输入,这可能是由正在进行的合并或冷流吸积提供的。我们的研究结果表明,银河反馈,加上湍流…
2017-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
A multi-wavelength study of nearby starburst galaxy M 82
Maharashtra Udayagiri Mahavidyalaya(马哈拉施特拉乌达吉里学院);North-West University(西北大学);Swami Ramanand Teerth Marathawada University(斯瓦米·拉马南德·特思马拉塔瓦达大学);Physical Research Laboratory(物理研究实验室);National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)(国家理论计算科学研究所)
通过结合紫外和X射线观测,研究M 82的恒星形成率及金属丰度,揭示尘埃遮蔽效应和星流演化。
2026-02-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Subaru and Gemini High Spatial Resolution Infrared 18 Micron Imaging Observations of Nearby Luminous Infrared Galaxies
我们提出了一个地基,高空间分辨率红外18微米成像研究附近的亮红外星系(LIRGs)的结果,使用斯巴鲁8.2米和双子座南8.1米望远镜。这些望远镜在Q波段(17-23微米)常规获得的衍射极限图像使我们能够研究这些LIRG中红外发射的详细空间分布。然后,我们调查是否发射表面亮度是适度的,如观察到的星爆,或如此之高,发光的活动星系核(AGN;高发射表面亮度能源)的指示。该样品由18个发光的掩埋AGN候选者和早期红外光谱中确定的星爆分类LIRGs组成。我们发现,从掩埋AGN候选人的红外18微米发射一般是紧凑的,估计的发射表面亮度很高,有时超过观测到的最大值和理论预测的星爆现象。星暴分类LIRGs通常显示空间扩展18微米的发射和估计的发射表面亮度是适度的,在持续的范围内的星爆现象。红外光谱和成像能量诊断方法之间的一般协议表明,两者都是有用的工具,了解隐藏的能源的尘埃LIRG人口。
2011-02-23 astro-ph.CO
Radiation Pressure Supported Starburst Galaxies & The Fueling of Active Galactic Nuclei
来自尘埃颗粒对星光的吸收和散射的辐射压力可能是星暴星系和伴随活动星系核燃料供给的自引力秒差距尺度盘的关键反馈机制。我审查的情况下,在光学薄和高度光学厚的上下文中的辐射压力。我描述了爱丁顿极限恒星形成产生~10^{13} L_sun/kpc ^2特征通量的条件,并讨论了辐射压支持的盘的通量低于或高于这个值的物理环境。特别是,我描述了年轻的恒星盘在银河系中心的~0.1 pc尺度。我认为,它在形成时的热辐射通量约为10^{15} L_sun/kpc ^2,以及观测到的恒星质量和尺度高度意味着该盘在形成过程中可能受到辐射压力的支撑。
2009-08-12 astro-ph.CO
Outflowing Galactic Winds in Post-starburst and AGN Host Galaxies at 0.2<z<0.8
我们给出了SDSS和DEEP 2中10个AEGIS X射线活动星系核宿主星系和13个星暴后星系在0.2<z<0.8的Keck/LRIS-B光谱,以研究在中等红移下外流星系风的存在、性质和影响。我们关注的星系,无论是主机低光度AGN或最近有他们的恒星形成淬火,以测试这些星系是否有足够的速度风可能从星系中清除气体。我们发现,使用Fe II,Mg II和Mg I的吸收特征,10个(60%)X射线活动星系核宿主星系中的6个和13个(31%)后星暴星系中的4个具有外流星系风,典型速度为~200 km/s。我们还发现,我们的样本中的大多数星系显示线发射,可能来自风,在Fe II* 或Mg II。总共100%的X射线活动星系核宿主样本(包括四个红色序列星系)和77%的星暴后样本具有蓝移吸收或线发射。几个K+A星系在系统速度下有少量的冷气体吸收,表明并非所有的冷气体都被排出。我们的结论是,虽然外流星系风是常见的X射线低光度AGN主机星系和后星暴星系在中间红移,风可能是由超新星驱动(而不是AGN),并没有出现足够高的速度淬火在这些星系中的恒星形成。
2011-09-23 astro-ph.CO
Exploring the active galactic nucleus and starburst content of local ultraluminous infrared galaxies through 5-8 micron spectroscopy
本文对71个红移z < 0.15的超亮红外星系(ULIRGs)的Spitzer-IRS光谱进行了5-8 μ m的分析,研究了活动星系核(AGN)和星暴(SB)作为极红外辐射动力源的作用。大约5微米的活动星系核比相同辐射光度的恒星暴增亮得多(30倍)。这使我们能够检测到ULIRGs内部甚至微弱的吸积驱动核心的存在:在我们的样本中有70%(50/71来源)发现了AGN活动的特征。通过一个简单的分析模型,我们也能够得到一个定量的估计AGN/SB的贡献,每个源的总能量输出。虽然ULIRG光度的主要部分被证实来自恒星形成事件,活动星系核的贡献是不可忽略的(23%),并显示出与光度增加。一个相当异构的模式中的组成和几何结构的尘埃ULIRGs之间的存在是新的支持个人的吸收功能和连续消光之间的比较。
2009-07-07 astro-ph.CO
Top-heavy integrated galactic stellar initial mass functions (IGIMFs) in starbursts
恒星形成率(SFR)大于1000 Msun/ yr在极端的恒星爆发中观察到。这导致了质量大于10^6 Msun的星团的形成,其中星前核心的拥挤可能导致恒星初始质量函数(IMF)的变化。事实上,超致密矮星系的大质轻比和最近对球状星团的研究结果表明,随着恒星形成密度的增加,IMF变得头重脚轻。我们探索的影响,头重脚轻的IMF在这些非常大规模和紧凑的系统的综合星系初始质量函数(IGIMF),这是银河系范围内的IMF,在依赖于星系的恒星形成率。由此产生的IGIMF可以有斜率,α_3,对于质量大于1 Msun的恒星,在1.5和Salpeter斜率2.3之间,对于嵌入星系团质量函数(ECMF)斜率(β)为2.0,但只有当ECMF在具有主要恒星爆发的星系中没有低质量星系团时。或者,β值会随着SFR >10 Msun/ yr的增加而降低,这样有主要恒星爆发的星系就会有一个头重脚轻的ECMF。由此产生的IGIMF的观测推导的IMF的红移变化的范围内。
2010-12-21 astro-ph.CO
Hubble Space Telescope study of resolved red giant stars in the outer halos of nearby dwarf starburst galaxies
[摘要]目的。我们观测了本宇宙中最接近和最强的两个矮星暴星系NGC 1569和NGC 4449的外部,以表征它们的恒星密度和种群,并获得了星暴星系和星系晕的结构,形成和演化的新见解。方法.我们沿着中轴和短轴从中心获得了5到8个尺度半径之间的HST/WFPC 2图像。我们进行了点源测光,以确定颜色的幅度图的I与V-I。我们比较了在不同半径的结果,也包括我们以前的HST/ACS的结果,更中心的领域。结果我们在所有的外场都探测到了RGB和TP-AGB(碳星)阶段的恒星,但没有像那些半径较小的年轻恒星。RGB恒星密度分布与德·沃库勒分布或幂律分布都很吻合,但在大半径处的恒星比单一指数分布更多。在不确定性的范围内,在大半径的RGB颜色或碳与RGB星的比率中没有径向梯度。结论.星系有微弱的恒星外包络,在我们的研究所涉及的半径范围内没有潮汐截断。密度分布表明,这些不是内部盘的向外延伸,而是不同的恒星晕。这与其他类似形态星系的研究结果一致。这种晕的存在与分层星系形成的预测是一致的。晕由中龄/老恒星组成,证实了其他研究的结果,这些研究表明星暴现象非常集中。没有证据表明在晕圈内部存在恒星人口年龄/金属丰度梯度。
2011-04-05 astro-ph.CO
The Star Cluster System in the Nearby Starburst Galaxy M82
利用UBVI、YJ和H波段哈勃空间望远镜的观测资料,对邻近星暴星系M82的星团进行了光度学研究。我们发现了1105个V<23等的星团,其中1070个位于盘区,35个星团位于晕区。星盘中的星团主要由蓝色星族和较弱的红色星族组成,蓝色星族的色峰在(B-V)0 ~ 0.45之间。光度函数呈幂律分布,指数α =-2.04+-0.03,标度高度h_z=9”.64+-0“.40(164 +-7 pc),与M82薄盘相似。利用UBVI(YJ)H波段测光数据和简单的恒星星族模型,用光谱能量分布拟合方法计算了~630个星团的年龄。盘状星团的年龄分布表明,最具优势的星团人口的年龄范围从1亿年到1亿年,峰值约为5亿年。这表明M82在大约5亿年前经历了一个盘状的恒星形成过程,可能是通过与M81的相互作用。核区域最亮的星团比其他区域的星团要亮得多,这表明在密度更大的环境中形成了更大质量的星团。另一方面,晕状星团的颜色与银河系中的球状星团相似,它们的年龄估计大于1 Gyr。这些可能是M82中真正古老的球状星团。
2013-01-30 astro-ph.CO
Constraining Stellar Feedback: Shock-ionized Gas in Nearby Starburst Galaxies
利用哈勃空间望远镜(HST)的窄带成像数据,研究了8个邻近星暴星系中反馈驱动激波的性质。我们通过线性诊断图\oiii / \hb与\sii(或\nii)/ \ha识别电击电离成分,应用于3- 15 pc大小的分辨区域。我们将我们的样本分为三个子样本:太阳下(Holmberg II,NGC 1569,NGC 4214,NGC 4449和NGC 5253),太阳(He 2-10,NGC 3077)和超级太阳(NGC 5236),以便进行一致的冲击测量。对于亚太阳子样本,我们导出了三个定标关系:(1)$L_{shock} \propto {SFR}^{~0.62}$,(2)$L_{shock} \propto {Σ_{SFR,HL}}^{~0.92}$,和(3)$L_{shock}/L_{tot} \propto {(L_H/L_{\odot,H})}^{-0.65}$,其中$L_{shock}$是来自激波电离气体的\ha光度,${Σ_{SFR,HL}}$是每单位半光区的SFR,$L_{tot}$是总的\ha光度,和$L_H/L_{\odot,H}$是来自归一化到太阳光度的2 MASS的绝对H波段光度。其他两个子样本没有足够的数量统计,但似乎遵循第一个比例关系。恢复的能量表明,在我们的样本星系恒星反馈的冲击是完全辐射。如果标度关系一般适用于恒星反馈,那么我们的结果与Hopkins et …
2013-09-02 astro-ph.CO
Cosmic rays and the magnetic field in the nearby starburst galaxy NGC 253: II. The magnetic field structure
我们用D-配置的VLA和Effelsberg 100-m望远镜使用射电连续偏振测量法观测了NGC 253。将6.2 cm和3.6 cm处的观测结果结合起来计算RM分布并校正法拉第旋转。大尺度磁场由盘(r,phi)和晕(r,z)分量组成。盘分量可以被描述为轴对称的螺旋场,其指向内部,具有25+/-5度的螺距角,其相对于平面对称(偶宇称)。晕场显示了一个突出的X形中心的核心类似于其他边缘星系。我们提出了一个模型,其中晕场线是沿着一个锥与90 +/- 30度的开口角,并指向远离磁盘在北部和南部的晕(偶宇称)。X形晕场跟随着在H α和软X射线发射中看到的叶。发电机作用和盘风可以解释X形晕场。核恒星暴驱动的超级风可能会通过压缩膨胀的超级气泡的叶片来进一步放大和排列晕场。盘风是一个很有前途的候选人的起源气体的晕和驱逐小规模的螺旋领域所要求的有效发电机行动。
2009-08-20 astro-ph.CO
An X-ray study of the galactic-scale starburst-driven outflow in NGC 253
为了进一步理解星暴驱动的外流活动,XMM-Newton和朱雀研究了星暴星系NGC 253中热星际气体的X射线性质.对该星系的三个区域进行了光谱分析,这些区域的特点是多波长观测。热气体由两个薄的热等离子体表示,其温度为kT ~0.2和~0.6 keV。畸变比,即,O/Fe、Ne/Fe、Mg/Fe和Si/Fe的比值在三个区域之间一致,表明高温气体有共同的起源。的丰度模式是一致的II型超新星喷出物,表明在中心区域的星暴活动提供了金属通过银河系规模的星暴驱动流出的晕。能量学也可以支持这一点,条件是核区总发射的0.01-50 n^0.5%流向晕区。为了约束热星际气体的动力学,提取了跟踪密度和温度的表面亮度和硬度比轮廓。假设气体的状态方程为一个简单的多方状态方程,Tρ^(1-γ)=常数,我们约束了物理条件。在热盘中γ与5/3一致,在晕中T为常数(γ = 1)。结果表明,热气体从中心区向晕区膨胀,而从晕内向外以自由膨胀的方式流出。根据观测到的晕内温度梯度,我们将外流速度限定为大于100 km/s。通过与NGC 253的逃逸速度~220 km s^-1的比较,表明热星际气体可以通过外流速度和热速度的结合从NGC 253的引力势中逃逸。
2012-12-09 astro-ph.CO
Supernova feedback efficiency and mass loading in the starburst and galactic superwind exemplar M82
我们通过比较一套1维和2维流体动力学模型和一组来自星暴区硬X射线观测的观测约束,测量了星暴星系M82中超新星和星风反馈的净能量效率以及驱动其超风的热气活塞的质量负载程度(S、Ar、Ca和Fe的He-α和Ly-α类谱线的通量,以及总的漫射E=2- 8 keV X射线光度)。这是首次直接测量星暴星系中超新星加热和富集等离子体的反馈效率和质量负载。所有满足现有观测约束的模型都具有中等到高的热化效率(30% <= β <= 100$%),从星暴区流出的充满体积的风流体只有轻微的中心质量负荷(1.0 <= β <= 2.8)。这些结果表明,在星暴区内等离子体的温度在3000 - 8000万K之间,在星暴区外风流体的质量流率Mdot_tot ~ 1.4- 3.6Msol/yr,风的终极速度在v_infinity = 1410- 2240 km/s之间。这个速度比M82的逃逸速度(v_esc <~ 460 km/s)和M82风中的H-α发射团和细丝的速度(v_H-α ~ 600 km/s)要大得多。利用这些结果,我们提供了一个处方实施恒星爆驱动的超级宇宙学模型的星系形成和演化。(节录)
2009-03-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Transport of cosmic rays in the nearby starburst galaxy NGC 253
射电晕需要面外宇宙射线和磁场共存。由于宇宙射线是通过与盘中恒星形成有关的过程注入并加速的,因此它们必须从盘传输到晕中。垂直的大尺度磁场可以显著增强这种传输。我们用Effelsberg和VLA望远镜用射电连续偏振测量法观测了NGC 253。NGC 253的射电晕呈哑铃状,在中心附近垂直延伸最小。通过对电子寿命的估计,我们测量到宇宙射线的整体速度为300+/-30 km/s,这在圆盘的范围内是恒定的。这表明NGC 253中存在“盘风”。我们提出大尺度磁场是盘(r,phi)和晕(r,z)分量的叠加。圆盘场是一个偶宇称指向内的螺旋。圆锥形(均匀)晕场在投影中呈现为X形结构,就像在其他边缘星系中观察到的那样。在超气泡的壁压缩的相互作用可以解释所观察到的晕场和热的Halpha和软X射线发射气体的瓣之间的对齐。盘风是一个很好的候选人运输的小规模螺旋领域,需要有效的发电机行动,并作为一个来源的中性氢观察到的晕。
2009-09-01 astro-ph.CO
An actively accreting massive black hole in the dwarf starburst galaxy Henize 2-10
超大质量黑洞现在被认为位于每一个有球状组成部分的巨型星系的中心,包括我们自己的银河系。然而,早期宇宙中第一个“种子”黑洞的诞生和成长在观测上是不受约束的,我们才刚刚开始拼凑它们随后演化的场景。在这里,我们报告说,附近的矮星暴星系Henize 2-10包含一个紧凑的无线电源的动态中心的星系,是空间上一致的硬X射线源。根据这些观测结果,我们得出结论,Henize 2-10拥有一个活跃的中心黑洞,质量约为100万太阳质量。这个邻近的矮星系,拥有一个巨大的黑洞和一个恒星形成的极端爆发,在许多方面类似于黑洞生长和星系质量组装早期阶段的婴儿宇宙中的星系。我们的研究结果证实了附近的恒星形成矮星系确实可以形成大质量的黑洞,这意味着它们的原始对应物也可以。此外,在Henize 2-10中缺乏一个实质性的球状组成部分,这表明超大质量黑洞的生长可能先于星系球状体的形成。
2011-01-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
Diffuse Hard X-ray Emission in Starburst Galaxies as Synchrotron from Very High Energy Electrons
[Abdriged]星暴星系弥散硬X射线(2 - 10 keV)辐射的起源是一个长期存在的问题。我们认为,同步辐射的10 - 100 TeV的电子和正电子(e+/-)可以有助于这种发射,因为恒星爆发有很强的磁场。在这些能量下,我们考虑了三种e+/-的来源:(1)由超新星遗迹直接加速的初级电子;(2)由CR质子与星暴致密ISM中气体核之间的非弹性碰撞产生的介子次级e+/-;(3)由10 - 100 TeV伽马射线与星暴强远红外辐射场之间的相互作用产生的e+/-对。我们建立了银河系中心(R <= 112 pc),NGC 253,M82和Arp 220的核中CR人口的单区稳态模型,假设电子和质子的幂律注入谱。我们比较这些模型,以现存的无线电和GeV和TeV的伽马射线数据,这些恒星爆发,并计算这些恒星爆发的漫射同步X射线和逆康普顿(IC)光度。如果初级电子谱扩展到~PeV的能量,并具有类似于银河值的质子/电子注入比,我们发现同步加速器贡献了2 - 20%的未分辨的扩散硬X射线发射。逆康普顿辐射同样是这些恒星爆发中未分辨的X射线辐射的一小部分,从银河系中心的0.1%到Arp 220核的10%。我们还模拟了一般的星爆,包括亚毫米星系,在FIR-X射线关系的背景下,发现高达2%,在密集的星爆与我们的基准假设。中微子和TeV γ射线数据可以进一步限制星暴的同步X射线发射。我们的模型不限制硬同步X射…
2013-05-24 astro-ph.CO astro-ph.HE