Excitation temperature of the warm neutral medium as a new probe of the Lyman-α radiation field
我们使用卡尔G。Jansky甚大阵列(VLA)对银河系中的中性氢(HI)吸收进行高灵敏度调查。结合主要由阿雷西博天文台获得的相应HI发射光谱,我们检测到一个广泛分布的温暖中性介质(WNM)成分,激发温度<Ts>= 7200(+1800,-1200)K(68%置信度)。这个温度高于仅基于碰撞激发的理论预测,这意味着Ly-α散射,最可能的额外激发源,在星际介质(ISM)中比以前假设的更重要。我们的结果表明,HI吸收可以用来限制Ly-α辐射场,这是研究ISM和星系际介质能量平衡的一个关键量,但由于其复杂的辐射转移,在附近和周围的星系中以及在高红移下,很难建模。
2014-01-06 astro-ph.GA
Warm Molecular Gas in the Central Parsecs of the Buried Nucleus of NGC 4418 Traced with the Fundamental CO Ro-vibrational Absorptions
本文首次用 4.67 μm CO 基频振转吸收高分辨率光谱研究 NGC 4418 掩埋核,揭示中央数秒差距内高柱密度暖分子气体的几何、温度与运动学。
2023-06-01 astro-ph.GA
The warm-hot circumgalactic medium around EAGLE-simulation galaxies and its detection prospects with X-ray and UV line absorption
我们利用EAGLE(Evolution and Assembly of Galvanes and their Environments)宇宙学模拟研究了红移为0.1的质量为$\mathrm{M}_{200c}=10^{11}$ - $10^{14.5}\,\mathrm{M}_{\odot}$的星系和晕周围的重子、远紫外(O VI)、极紫外(Ne VIII)和X射线(O VII、O VIII、Ne IX和Fe XVII)线吸收体的分布。EAGLE预测,环星系介质(CGM)包含更多的金属比跨晕质量的星际介质。我们在这里研究的离子跟踪温暖的热,体积填充阶段的CGM,但偏向于温度对应的碰撞电离峰为每个离子,并对高金属。在维里半径内的气体主要是碰撞电离的,但在这个半径附近和之外,对于O VI,光电离变得显着。当提出可观的,我们的工作与列密度,但量化它们的关系与等效宽度分析虚拟光谱。维里温度碰撞电离平衡离子分数是很好的预测柱密度的趋势与晕质量,但低估了晕中的离子的多样性。Halo气体在X射线谱线的最高柱密度吸收中占主导地位,但较低密度的气体对来自O VI和Ne VIII的强UV吸收谱线有贡献。在雅典娜X-IFU盲法调查中可检测到的O VII(O VIII)吸收剂中,我们发现41%(56%)来自$\mathrm{M}_{200c}=10^{12.0}$ - $10^{13.5}\,\mathr…
2020-09-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unveiling the warm dense ISM in $z>6$ quasar host galaxies via water vapor emission
水蒸气(H $_{2}$ O)是一个最明亮的分子发射器后,一氧化碳(CO)在具有高红外(IR)光度的星系,并允许我们调查温暖的星际介质(ISM)的恒星形成发生的稠密阶段。然而,由于其辐射光谱的复杂性,H $_{2}$ O并不经常被用作遥远星系的ISM示踪剂。因此,在高$z$温度下对温暖致密气体的研究在很大程度上还未被探索.在这项工作中,我们提出的观测与北方扩展毫米波阵列(NOEMA)对三个$z>6$红外明亮类星体J2310+1855,J1148+5251,和J 0439 +1634在其多个para-/ortho-H $_{2}$ O转换($3_{12}-3_{03}$,$1_{11}-0_{00}$,$2_{20}-2_{11}$,和$4_{22}-4_{13}$),以及它们的远红外(FIR)尘埃连续体。通过结合我们的数据与以前的测量文献,我们估计尘埃质量和温度,连续光学深度,红外光度,和恒星形成率从FIR连续。我们用MOLPOP-CEP辐射传输程序模拟了H-$_{2}$-O谱线,发现类星体宿主星系中的水汽谱线主要是在水汽柱密度为$N_{\rm H_{2}O}\sim 2\times10^{17}-3\times10^{18}\,{\rm cm^{-3}}$的温暖稠密分子介质(气体动力学温度和密度为$T_{\rm kin} = 50\,{\rm K}$,$n_{\rm H_{2}}…
2022-08-08 astro-ph.GA
Anomalous HCN emission from warm giant molecular clouds
HCN被认为是作为恒星形成燃料的致密分子气体的良好示踪剂。然而,最近的大规模调查的巨分子云(GMC)检测到扩展HCN线发射。这样的观测常常分辨出HCN J=1-0超精细结构(HFS)。精确测定气体的物理条件需要处理HFS谱线重叠效应。在这里,我们研究了HCN HFS的激发和线发射使用非局部辐射转移模型,包括线重叠和新的HFS解决的碰撞速率系数的非弹性碰撞HCN与para-H2和ortho-H2(通过缩放IOS近似计算到Tk=500 K)。此外,我们占的作用,电子碰撞的HFS水平的激发。我们发现,线重叠和不透明度的影响经常产生异常HCN J=1-0 HFS线强度比(不一致的共同假设,相同的特克斯为所有HFS线),以及异常HFS线宽比。线重叠和电子碰撞也增强了较高J旋转线的激发。对于H2密度低于几个10 ^5 cm-3、电子丰度高于~10^-5的分子气体,电子激发变得很重要。特别是,电子激发可以产生低表面亮度的HCN发射从非常广泛的,但在GMCs的低密度气体。这样一个广泛的HCN发射成分的存在可能会影响河外关系HCN光度与恒星形成率的解释。或者,扩展的HCN发射可能来自致密的恒星形成核心,并被较低密度气体的大信封共振散射。有两种情况-即电子辅助(弱)碰撞激发与散射-导致不同的HCN J=1-0 HFS强度比,这可以在观测的基础上进行测试。
2021-11-18 astro-ph.GA
Rotationally Warm Molecular Hydrogen in the Orion Bar
猎户座酒吧是最近的和最好的研究光解或光子主导的区域(PDR)之一。观测结果表明,存在的H2线从振动或旋转激发的上层,这表明温暖的气体温度(400至700 K)。然而,PDR的标准模型不能再现这样温暖的旋转温度。在本文中,我们试图解释这些意见与新的全面的模型,从H+区域通过酒吧,并包括状态方程中的磁场。我们采用了我们以前的论文中的模型参数,该论文成功地再现了整个酒吧的各种光谱观测。在这个模型中,局部宇宙射线密度在银河系背景之上被增强,就像磁场一样,这增加了宇宙射线加热,使分子区域的温度升高。在H+区域,通过从吸收的星光转移的动量,压力进一步增强到气体压力以上。在这里,我们调查所观察到的H2线是否可以复制与标准的假设有关的粮食光电发射。我们还探讨了最近计算的H2 + H2,H2 + H和H2 + He碰撞速率系数的影响。
2009-06-12 astro-ph.GA
The character of the warm ionised medium
$\textit{Herschel}$对远红外N $^+$发射线的观测表明,具有$n_e\sim30\,{\rm cm^{-3}}$的致密等离子体在银河系内面是普遍存在的。通过将来自$\textit{Herschel}$的信息与电离气体的其他示踪剂相结合,我们构建了这种致密等离子体的图像。我们采用碰撞电离模型,因此分析不依赖于特定的激发机制。我们发现,致密的等离子体集中在一个磁盘,是$130\;{\rm pc}$厚,并作出了重大贡献的射电脉冲星色散措施在银河系内平面。远红外N-$^+$辐射的强度需要等离子体中的高温,而$T \simeq 19{,}000\,{\rm K}$则由N-$^+$与C-$^+$的比值以及N-$^+$与内银道面微波韧致辐射的比值来表示。这与银河系高纬度地区的情况相似,在那里,相对于H $α$和微波韧致辐射,观测到N $^+$(和S $^+$)的强光发射,并暗示了一个共同的起源。如果是这样的话,同样的气体为有时在类星体和类星体中观察到的极端无线电波散射现象提供了一个自然的解释。因此,我们提出了一个新的图片的温暖电离介质中看到的发射,其中等离子体是密集的,热的,并在众多的结构大小$\sim 10^2\,{\rm AU}$,聚集在恒星周围的本地化。
2018-08-23 astro-ph.GA
Collisional rate coefficients for OH-H$_2$ at high temperatures
研究提供了OH与H₂在高温下的碰撞速率系数,扩展至更高的温度和旋转态,并展示了其在天体物理条件下的应用。
2025-12-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
Discovery of a Perseus-like cloud in the early Universe: HI-to-H2 transition, carbon monoxide and small dust grains at zabs=2.53 towards the quasar J0000+0048
我们提出了一个分子云zabs=2.5255沿视线的类星体J 0000 +0048的发现。我们进行了详细的分析,从离子,中性原子和分子物种在不同的激发水平的吸收线,以及宽带尘埃消光。我们发现该吸收体属于阻尼莱曼α系统(DLA),logN(HI)(cm^-2)=20.8+/-0.1。DLA具有超太阳的金属丰度,具有典型的冷气体耗尽模式,总分子分数约为50%。这是迄今为止在高z干预系统中观察到的最高f值。大部分的分子氢来自一个明确确定的狭窄(b~0.7 km/s),冷的组件,其中也发现了CO分子,logN(CO)~15。我们研究了冷气体中的化学和物理条件。我们发现,视线探测到的是HI向H2跃迁后的气体深处,体积密度nH~80 cm^-3、温度仅为50 K、大小约为4-5 pc的云。我们的模型表明,要解释观测到的原子和分子丰度,需要存在小尘埃颗粒(小到0.001 μm)和高宇宙射线电离率(zeta_H是10^-15 s^-1的几倍)。小颗粒的存在也与观察到的陡峭消光曲线一致,该曲线也具有2175 A凸起。这个云的性质与附近英仙座复合体的扩散分子区域非常相似。CO转动能级向J 0000 +0048方向的高激发温度揭示了宇宙微波背景的较高温度。利用导出的物理条件,我们修正了碰撞激发的一个小贡献(0.3 K),得到了TCMB(z = 2.53)~9.6 K,与预测的宇宙绝热冷却完全一致。[删节]
2016-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Warm Circum-Galactic Medium: 10^5-6 K Gas Associated with a Single Galaxy Halo or with an Entire Group of Galaxies?
在准备哈勃太空望远镜(HST)使用宇宙起源摄谱仪(COS)的观测项目时,所有具有高信噪比远紫外G130 M光谱的活动星系核目标的位置与从斯隆数字巡天(SDSS)光谱样本中均匀选择的大量低红移星系群的目录进行了交叉相关。仅在z = 0.1-0.2(其将OVI双峰置于峰值COS灵敏度的波长区域中)的那些组后面搜索靶标,我们仅鉴定出一个潜在S/N = 15-20靶标,FBQS 1010+3003。在其G130 M光谱z = 0.11326处发现了一个OVI吸收体,接近于z = 0.11685处的一小群明亮星系的红移。由于没有相关的Lyalpha吸收,因此这种吸收体的任何表征都必须是最小的;然而,OVI检测可能在T ~ 300,000 K的碰撞电离平衡中跟踪“温暖”气体。虽然这一发现与较冷的光电离云和较热的组内介质之间的界面气体是一致的,但它也可能是与最近的单个星系的环星系介质(CGM)相关的温暖的界面气体。在这种情况下,对星系分布的详细分析(完整到0.2 L*)强烈支持单个星系协会。这一分析强调了高S/N > 20 COS数据和该区域深星系红移调查的必要性,以便更严格地测试OVI吸收气体与星系群的关联。第23周期的HST/COS计划目前正在瞄准12个低红移星系群后面的10个紫外线明亮的活动星系核,以测试温暖的群体气体假设。
2017-02-27 astro-ph.GA
The Dense Warm Ionized Medium in the Inner Galaxy
电离星际气体是星际介质及其生命周期的重要组成部分。最近的证据表明,一个广泛分布的高度电离的温暖的星际气体的密度介于温暖的电离介质(WIM)和紧凑的HII区域之间,这表明我们对星际气体的理解存在重大差距。在这里,我们调查了银河系中稠密的温暖电离介质(D-WIM)的性质,使用光谱分辨SOFIA GREAT [NII] 205微米线发射和绿岸望远镜氢射电复合线(RRL)数据,补充Herschel PACS [NII] 122微米数据,和光谱分辨12 CO。我们在银道面20度<1度<30度区域观测到8条视线。我们从[NII]和RRL线宽推导出动力学温度,以及热和湍流速度色散。[NII] 205微米发射的区域的特征在于电子密度,n(e)~ 10至35 cm(-3),温度为3400至8500 K,柱密度N(N+)~ 7 e16至3e 17 cm(-2)。电离氢柱密度范围为6 e20 ~ 1.7e21 cm(-2),氮离子丰度分数x(N+)~1 ~ 3e-4,这意味着在距银河系中心约4.3kpc处氮丰度有所增加。[NII] 205微米的发射与CO的发射相吻合,尽管经常有速度上的偏移,这表明D-WIM气体位于或靠近恒星形成区域,这些区域本身与分子气体有关。发现这些密集的电离区对沿这些LOS观测到的[CII]强度的贡献> 50%。我们得到的动力学温度太低,无法解释N+的存在,导致电子碰撞电离和/或质…
2021-05-14 astro-ph.GA
CGM properties in VELA and NIHAO simulations; the OVI ionization mechanism: dependence on redshift, halo mass and radius
我们研究了模拟星系的环星系介质(CGM)中冷/热气体的成分,并讨论了光电离与碰撞电离的OVI的相对生产,作为晕质量,红移和距离星系晕中心的函数。这是利用两套不同的放大水文宇宙学模拟,VELA(6晕; $z>1$)和NIHAO(18晕; $z=0$),这提供了广泛的理论基础,因为它们使用不同的代码和物理配方的恒星形成和反馈。在这项工作中研究的所有晕,我们发现,碰撞电离热电子占主导地位,在高红移,而光电离的冷或暖气体的超星系辐射接管附近$z\sim2$。在$\sim 10^{12}M_{\odot}$及以上的晕中,碰撞在$z<0.5$再次变得重要,而对于质量较小的晕,光电离在$z=0$以下仍然很重要。在具有$M_{\textrm v}>3\times10^{11}~M_{\odot}$的晕圈中,在$z\sim 0$下,大部分光电离OVI处于暖的而非冷的气相($T\lesssim 3\times 10^5$ ~K)。我们还发现,碰撞是占主导地位的中心区域的晕,而光电离是更显着的外围,周围$R_{\textrm v}$,即使在大规模的晕。这也可以用暖气体的存在来解释,或者在质量较低的晕中,用冷气体的流入来解释。
2019-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Cloud-by-cloud Multiphase Investigation of the Circumgalactic Medium of Low-redshift Galaxies
本文通过逐云多相电离建模分析47个低红移星系周介质,发现云金属丰度与方位角无关但与双极外流和平面吸积模型不符,而视线上的云数量在主轴附近显著增多,表明外流与吸积共同贡献于CGM云群体。
2024-04-05 astro-ph.GA
Extended warm and dense gas towards W49A: starburst conditions in our Galaxy?
星暴星系中的恒星形成率比局部恒星形成区高出几个数量级,这种差异的起源还不清楚。我们用亚毫米谱线图描述了明亮的银河系恒星形成区W 49 A分子气体的物理条件,并与星暴星系的条件进行了比较。我们利用JCMT光谱遗产调查提供的2“× 2”(6.6 × 6.6 pc)视场上的H_2CO和HCN谱线比,以15”(~0.8 pc)的角分辨率探测了W 49 A的温度和密度结构。我们分析了旋转图的线与多个过渡与校正的光学深度和光束稀释,并估计激发温度和列密度。将观测到的谱线强度比与非LTE辐射转移模型进行比较,我们的结果揭示了一个扩展的区域(约1“x1”,相当于W 49 A距离处的~ 3 x3 pc)温暖(> 100 K)且致密(>10^5 cm^-3)分子气体,质量为2x10^4 - 2x10^5 M_Sun(通过应用从其他大质量恒星形成区域导出的丰度)。W 49 A的这些温度和密度与银河系中心附近的云和星暴星系中的温度和密度相当。高度激发的气体很可能通过嵌入的O型恒星的恒星风的冲击或由于紫外线照射而被加热,或者可能是这两个过程的组合。宇宙射线、X射线辐射和气体-颗粒碰撞加热不太可能是W 49 A的加热源。
2012-04-02 astro-ph.GA
The Extension of the Transition Temperature Plasma into the Lower Galactic Halo
收集了109颗恒星和30个河外天体的H I、Al III、Si IV、C IV和O VI的柱密度,以研究这些物质从银道面向星系晕的延伸。H I和Al III主要分别追踪温暖的中性和温暖的电离介质,而Si IV,C IV和O VI追踪温暖的光电离和碰撞电离等离子体的组合。与以前的研究相比,更大的对象样本使我们能够考虑和校正样本偏差的影响,这些偏差影响了早期但较小的气体分布调查。我们发现Si Ⅳ和C Ⅳ具有相似的指数标度高度,分别为3.2(+1.0,-0.6)和3.6(+1.0,-0.8)kpc。O VI的尺度高度稍小,h = 2.6+/- 0.6 kpc。转变温度气体比Al III追踪的温暖电离介质(h = 0.90(+0.62,-0.33)kpc)延长约3倍,比H I追踪的温暖中性介质(h = 0.24 +/- 0.06 kpc)延长约12倍。有一个因素的2减少在分散的日志的柱密度比的过渡温度气体的视线在银河系盘相比,河外视线通过整个晕。的观测结果进行比较的各种模型的过渡温度气体的生产中的晕的预测。附录对Gaensler等人(2008年)基于电子色散测量提出的电子标度高度进行了修订。
2009-07-28 astro-ph.GA
OVI Emission From the Supernovae-regulated Interstellar Medium: Simulation Vs Observation
OVI $λλ$ 1032、1038双谱线发射跟踪具有$T\approx 10^{5.5}$ K的碰撞电离气体,其中冷却曲线峰值为金属富集等离子体。在多相星际介质(ISM)的数值模拟中,这种温热相通常不能很好地分辨,但可以对发射的能量的很大一部分负责。因此,将模拟的OVI排放与观测结果进行比较是一个有价值的测试,可以验证模拟是否预测了该阶段的合理冷却速率。我们计算OVI $λ$ 1032氘发射,假设碰撞电离平衡,为我们的小盒子模拟的分层ISM监管的超新星。我们发现,协议是非常好的,我们的太阳邻域模型,无论是在排放通量和平均OVI密度吸收。我们探索运行更高的表面密度,并发现,在我们的模拟中,从磁盘的OVI排放规模大致线性与恒星形成率。OVI辐射的观测对于外部星系来说是罕见的,但我们的结果并没有显示出与现有数据明显的不一致。假设太阳的金属丰度,我们模拟的星系盘的OVI辐射大约占超新星加热的0.5%。
2017-01-06 astro-ph.GA
The Properties of Two Low Redshift O VI Absorbers and Their Associated Galaxies Toward 3C 263
用COS和FUSE对类星体3C 263(zem = 0.652)进行紫外观测,发现在z = 0.06342和0.14072处有O-VI吸收系统。WIYN多目标摄谱仪观测提供了与吸收器有关的星系的信息。在z = 0.06342的多相系统中,发现了冷的光电离气体和暖的碰撞电离气体,它们与一个L ~ 0.31L* 的紧凑螺旋发射线星系有关,碰撞参量为63 kpc。吸收体中的冷光电离气体被很好地模拟为log U ~-2.6,logN(H)~17.8,logn(H)~ -3.3和[Si/H] = -0.14 \pm 0.23。含有C IV和O VI的碰撞电离气体可能产生于log T ~ 5.5的冷却冲击加热转变温度气体中。这个吸收体很可能是在追踪由螺旋发射线星系喷出的气体所富集的环星系气体。z = 0.14072的简单体系只含有O VI和宽、窄的H I。b = 33.4 \pm 11.9 km s-1的O VI可能与b = 86.7 \pm 15.4 km s-1的宽H I λ1215吸收有关。多普勒参数的差异意味着探测到了一个非常大的热气体柱,log T = 5.61(+0.16,-0.25),log N(H)= 19.54(+0.26,-0.44)和[O/H] = -1.48(+0.46,-0.26)。这个吸收体可能与一个碰撞参量为617 kpc的1.6 L * 吸收线星系有关,尽管起源…
2012-05-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
The APEX-CHAMP+ view of the Orion Molecular Cloud 1 core - Constraining the excitation with submillimeter CO multi-line observations
猎户座分子云1(OMC-1)的高密度部分包含突出的温暖的Kleinmann-Low(KL)星云,该星云内部由高能事件提供动力,再加上一个更远的区域,在该区域中正在形成中高质量恒星。它的外部受到来自邻近猎户座星云团的紫外辐射的影响,形成了具有显著棒特征的原型光子主导区(PDR)。OMC-1的核心区域距离地球很近,因此成为研究致密分子星际介质和PDR的试金石。使用阿塔卡马探路者实验望远镜(APEX),我们已经成像的线发射的多个一氧化碳(CO)同位素的OMC-1核心区域的多个跃迁。我们的观测采用了2x 7像素的亚毫米CHAMP+阵列,以产生12 CO,13 CO和C18 O从中J跃迁(J=6-5至8-7)的地图(约300 arcsec x 350 arcsec)。我们还获得了该区域的~(13)CO和~(18)O J=3-2像。12 CO谱线的发射显示了一个明确的结构,它是由各种现象所塑造和激发的,包括来自附近猎户座星云中心梯形星团中炽热大质量恒星的高能光子,活跃的高质量和中等质量恒星的形成,以及激发KL星云的过去高能事件。各种CO同位素谱线的辐射转移模型表明,OMC-1核心区域典型的H2密度约为10^4-10^6 cm^-3,温度通常较高(约为50-250 K)。我们估计OMC-1核心区域的温暖气体质量为86-285太阳质量。
2011-12-05 astro-ph.GA
Herschel Spectroscopy of the Taffy Galaxies (UGC 12914/12915 = VV 254): Enhanced [C II] emission in the collisionally-formed bridge
利用Herschel卫星上的PACS和SPIRE光谱仪,我们获得了Taffy星系(UGC 12914/12915)和桥的观测结果。塔菲星系被认为是两个富含气体的星系正面碰撞的结果,其中恒星盘相互穿过,但气体分散成大量的H I和分子桥。在这两个星系和桥梁的[C II]157.7 $μ$ m和[O I]63.2 $μ$ m的精细结构线检测和映射的排放。此外,SPIRE FTS光谱检测到[C I] $^3$ P $_2$ $\rightarrow$ $^3$ P $_1$(809.3 GHz)和[C I] $^3$ P $_1$ $\rightarrow$ $3$ P $_0$(492.2 GHz)中性碳线,并微弱地检测到桥中的高J CO跃迁。这些结果表明,桥是由一个温暖的多相介质与冲击和湍流加热一致。尽管星桥的恒星形成率较低,但[C II]的发射似乎有所增强,在星桥的部分区域达到了3.3%的[C II]/FIR比率。[C II]和[O I]线都显示出广泛的内在多组分分布,类似于以前的CO 1-0和H I观测中所看到的。[C II]发射与双峰H I轮廓共享类似的线轮廓,并且与桥中的单峰CO轮廓共享高速分量,这表明[C II]发射起源于中性相和分子相。我们表明,这是可行的,一个组合的高温加热的H $_2$和高柱密度H I,导致星系碰撞,负责增强的[C II]发射。
2018-01-30 astro-ph.GA
Dense gas tracing the collisional past of Andromeda. An atypical inner region?
仙女座星系的中央千秒差距区域相对来说是缺乏气体的,而星际介质似乎集中在一个半径约为10千秒差距的环状结构中。中心的气体耗尽被归因于2亿年前可能发生的正面碰撞,并得到了温暖尘埃的偏移内环的支持。本文介绍了IRAM 30 m射电望远镜对分子气体中心区的新观测,CO及其同位素$^{13}$ CO(2-1)和C $^{18}$ O(2-1)的探测,以及致密气体示踪剂HCN(1-0)和HCO+(1-0)的探测。系统的研究所观察到的峰值温度与非LTE平衡模拟表明,检测到的线跟踪密集区域与n $_{H_2}$在2.5 $10^4 - 5.6 10^5$ cm $^{-3}$的范围内,而气体是非常clusive与0.5-2 10 $^{-2}$的光束填充因子。这与远红外辐射得出的尘埃质量是一致的,假设尘埃与气体的质量比为0.01,典型的团块大小为2 pc。除$^{12}$ CO(1-0)和$^{12}$ CO(2-1)外,其它谱线都是光学薄的,CO谱线在17.5-20 K接近于它们的热平衡条件,分子氢密度大于临界值,HCN和HCO+谱线的激发温度为9 K,密度小于临界值.平均$^{12}$ CO/ $^{13}$ CO线比较高(~21),接近在西北区域测量的和在东南叠加中估计的$^{12}$ CO/C $^{18}$ O比(~30)。光学薄的$^{13}$ CO和C $^{18}$ O线具有相当的…
2015-10-28 astro-ph.GA
Ionized Gas in the First 10 Kiloparsecs of the Interstellar Galactic Halo: Metal Ion Fractions
我们提出了几个硫离子在银河系温暖的电离介质(WIM)的电离分数的直接措施。我们获得了球状星团Messier 3 [(l,b)=(1,b)]中后渐近巨星分支星的高分辨紫外吸收线光谱。(42.2,+78.7); d=10.2 kpc,z=10.0 kpc]和梅西耶5 [(l,b)=(3.9,+46.8); d=7.5 kpc,z = +5.3 kpc],用哈勃太空望远镜和远紫外光谱探测器测量或限制S I,S II,S III,S IV,S VI的柱密度,H I。这些星系团还容纳毫秒微扰星,其色散测量给出了电子柱密度,我们由此推断这些方向上的H II柱。我们发现M3和M5视线的WIM中S+2的分数分别为x(S+2)= N(S+2)/N(S)= 0.33+/-0.07和0.47+/-0.09,其变化可能与位置有关。由于高电离态的数量可以忽略不计,我们得出结论S+和S+2占WIM中所有的S。我们扩展的方法来研究的离子分数在温暖和热的电离气体的银河系,包括高离子Si+3,C+3,N+4,和O+5。银河系中绝大多数的电离气体是温暖的(T ~ 10^4 K)和光电离的(WIM),或者非常热(T > 4x10^5 K)和碰撞电离的。银河系外电离气体的常见示踪剂O+5,仅占银河系总电离气体质量的不到1%。
2012-09-20 astro-ph.GA
CH3CCH as a thermometer in warm molecular gas
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台);Korea Astronomy and Space Science Institute(韩国天体空间科学研究所);School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);State Key Laboratory of Radio Astronomy(射电天文国家重点实验室)
CH3CCH在温暖分子气体中比NH3更可靠,用于温度测量
2026-01-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modeling the H2O submillimeter emission in extragalactic sources
最近的观测研究表明,(静止)亚毫米波长的H2O发射在红外星系中无处不在,无论是在本地还是在早期宇宙中,这表明在温暖地区尘埃对H2O的远红外泵浦。在这项工作中,提出的模型表明,(i)最高的躺水线(E_{upper} >400 K)在非常温暖的(T_{dust} >~90 K)区域,并需要高H2O柱(N_{H2O} >~ 3 × 10 ^{17} cm^{-2}),而较低的谱线可用T_{dust} ~45-75 K和N_{H2O} ~(0.5-2)x10^{17} cm^{-2};(ii)最低位的显著碰撞激发(E_{upper} <200 K)水平,其提高了总的L_{H2O} - L_{IR}比率,在发射中检测到基态para-H2O 1_{11}-0_00}线的源中被识别;(iii)H2O-红外对于所有E_{upper} <~300 K的谱线,(8-1000 μ m)光度比预期随着T_{dust}的增加而减小,正如最近在LIRG样品中所报道的,但是对于最高位置的H2O谱线,随着T_{dust}的增加而增加(E_{upper} >400 K);(iv)由于H2O线饱和,我们发现在温暖环境中L_{H2O} / L_{IR}的理论上限;(v)给出了两个非常不同的原型星系,塞弗特2星系NGC 1068和最近的超亮红外星系Arp 220的个别模型,表明在这两种情况下,激发的亚毫米波H2O发射都是…
2014-06-19 astro-ph.GA
The warm-hot circumgalactic medium around EAGLE-simulation galaxies and its detection prospects with X-ray line emission
利用EAGLE模拟方法,对大晕质量范围($\mathrm{M}_{\mathrm{200c}} = 10^{11.5}$ - $10^{14.5}\,\mathrm{M}_{\odot}$)内星系环星系介质(CGM)的X射线金属线辐射的可探测性进行了估算.使用XRISM Resolve仪器,应可检测到来自$\mathrm{M}_{\mathrm{200c}} \gtrsim 10^{13}\,\mathrm{M}_{\odot}$晕圈的少量亮(K-$α$或Fe L-壳层)线。使用Athena X-IFU或Lynx主阵列,可检测到来自$\mathrm{M}_{\mathrm{200c}} \gtrsim10^{12.5}\,\mathrm{M}_{\odot}$晕内CGM的发射谱线(尤其是来自O VIII和O VII的发射谱线),并且可检测到维里半径外的组内和簇内气体。利用Lynx超高分辨率阵列,可以访问$\mathrm{L}_{*}$星系的晕的内部CGM。这些估计值确实假设了长暴露时间($\sim 1 \,$ Ms)和大空间箱($\sim1$ - $10\,\mathrm{arcmin}^{2}$)。这种发射主要是由碰撞电离(CI)气体,并往往来自晕中心。发射偏向于接近CI气体的最大发射率温度($\mathrm{T}_\mathrm{peak}$)的温度以及高密度和金属丰度。然而,…
2022-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tracing Accretion and Inner-Disk Gas Evolution in the Orion Nebula via Br-alpha and CO
Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Stockholm University(斯德哥尔摩大学);Center for Exoplanets and Habitable Worlds(系外行星与宜居世界中心)
本研究利用JWST对猎户座星云的前主序恒星开展光谱研究,证实Br-α可作为吸积的可靠示踪剂,发现CO光度与吸积相关且受盘局部条件控制,揭示暖内盘气体演化特征。
2026-10-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
The hydroxyl satellite-line `flip' as a tracer of expanding HII regions
对羟基自由基(OH)的四个$^{2}Π_{3/2},~J = 3/2$ ~基态跃迁的观测已经成为银河ISM中分子气体的信息示踪剂。我们讨论的OH光谱功能被称为'翻转',其中卫星线在1612和1720\,MHz翻转-一个从发射到吸收和其他的反向-在一个紧密混合的双重功能。我们从文献中突出了30个翻转的例子,其中27个表现出相同的方向相对于速度:1720 MHz的线被认为是在更负的速度发射。在明亮的背景连续谱中也观察到了这些相同的例子,许多(也许是所有)都显示出受激发射,其中23条在天空中的位置和速度与H \textsc{ii} ~射电复合线重合。为了解释这些显着的相关性,我们提出,1720 MHz的受激发射起源于加热和压缩后的冲击气体膨胀远离中央H \textsc{ii} ~区域,它与更冷,更分散的气体主机1612 MHz的受激发射碰撞。由于明亮的中心连续谱,前景气体占主导地位的光谱,因此膨胀的激波后气体相对于静止的激波前气体蓝移。我们采用非LTE激励模型来研究这种情况下,发现确实远红外发射温暖的尘埃附近的H \textsc{ii} ~区域辐射泵的1612 MHz线的扩散,冷气体前面的扩大冲击波,而碰撞泵在温暖,密集的冲击气体反转1720 MHz线。
2020-07-29 astro-ph.GA
Strong Far-IR Cooling Lines, Peculiar CO Kinematics and Possible Star Formation Suppression in Hickson Compact Group 57
我们从Hickson紧致群HCG 57的毫米天文学研究(CARMA)组合阵列的Herschel和CO(1-0)图中给出[C II]和[O I]观测结果,重点是星系HCG 57 a和HCG 57 d。HCG 57 a先前已显示含有与冲击和/或湍流加热一致的增加量的热分子氢。我们的观察结果表明,HCG 57 d与L $_{\rm FIR}$相比具有较强的[C II]发射和较弱的CO(1-0),而HCG 57 a的[C II]和CO(1-0)都很强。HCG 57 a位于[C II]/CO和[C II]/FIR比率的正态分布的上端,并且其远IR冷却支持落在可接受的PDR模型的边界附近的低密度暖扩散气体。然而,在[C II]和温暖的H $_2$发射辐射的功率具有相似的幅度,在其他冲击主导的系统和最近的模型预测。我们认为,冲击加热的[C II]是一个可行的替代光电加热的剧烈扰动扩散气体。激波的存在也与星系中特有的CO运动学相一致,表明存在高度非圆运动。这些运动学上受到干扰的CO区域也显示出恒星形成受到抑制的证据,在肯尼库特-施密特关系中比正常星系低10-30倍。我们认为,这两个星系的特殊性质是一致的HCG 57 d和57 a之间的高度耗散的偏心碰撞遇到,在两个系统中创建环状的形态。高耗散的气体对气体碰撞在密集的群体中可能更常见,因为可能会重复多次遭遇。激波引起的SF抑制的可能性可以解释为什么这…
2014-09-18 astro-ph.GA
Multi-wavelength Campaign on NGC 7469 VI. Photoionisation Modelling of the Emission Line Regions and the Warm Absorber
目标。我们的目标是调查和测量NGC 7469内的光电离X射线发射线区域。方法.我们应用光谱拟合代码dac中的光电离模型PION来分析2015年XMM-牛顿观测活动期间收集的NGC 7469的640 ks RGS光谱。结果我们发现在NGC 7469的发射线区域是多相的,由两个狭窄的组件与电离参数的$\log ξ= 0.4$和1.6。第三个是宽的发射分量,其加宽速度为$v_b \sim 1400$ km s \textsuperscript{-1},流出速度为$v_{out} \sim -4500$ km s \textsuperscript{-1},需要在22 ° C左右拟合O VII三重态的残差。假设体积填充因子为0.1,窄发射线区域组件的距离下限估计为第一次在2.6和2.5 pc的中心黑洞,而广泛的组件有一个估计的下限距离0.004至0.03 pc之间,这取决于假设的等离子体参数。碰撞电离等离子体从恒星爆发区域在NGC 7469等离子体温度为0.32千电子伏和流出速度$-280$公里秒\textsuperscript{-1},与以前的结果在这场运动。此外,我们还模拟了NGC 7469中暖吸收体(WA)的光电离等离子体,发现它由三个不同$ξ$、$N_H$和$v_{out}$值的光电离相组成。这些WA组分的上限距离分别为1.9、0.3和0.6 pc,与存档结果一致。结论. NGC 7…
2019-09-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
The COS Absorption Survey of Baryon Harbors (CASBaH): Warm-hot Circumgalactic Gas Reservoirs Traced by Ne VIII Absorption
根据z > 1类星体的高信噪比紫外光谱和重子港COS吸收巡天(CASBaH)的星系数据库,我们对29个盲选星系在0.49 <zgal < 1.44的高电离环星系介质(CGM)进行了观测。我们在其中9个星系中探测到Ne VIII双线,对于N(Ne VIII)> 10^13.3 cm^-2的气体,(> 10^13.5 cm^-2),我们导出了Ne Ⅷ覆盖分数f_c = 75 + 15/-25%(44 + 22/-20%),在rho < 1.5维里半径范围内f_c = 70 + 16/-22%(f_c = 42 + 20/-17%)。我们估计Ne VIII示踪气体的质量为M_gas(Ne VIII)> 10^9.5 Msol(Z/Zsol)^-1,或者是预期重子质量的6-20%(如果Ne VIII吸收体具有太阳金属丰度)。将Ne VII电离为Ne VIII需要207 eV,而具有这种能量的光子在CGM中是稀缺的。然而,对于我们的样品的中值晕质量和红移,维里温度接近于Ne VIII离子的峰值温度,并且Ne VIII-轴承气体在此温度附近被碰撞电离。此外,我们发现,光致电离的Ne VIII需要冷和低密度的云,将是高度负压(约两个数量级)相对于假定的,环境维里化介质,复杂的情况下,这样的云可以生存。因此,更复杂的(例如,非平衡)模型可能需要;这第一个统计样本的Ne VIII吸收体/星系系统将提…
2019-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Herschel/SPIRE Sub-millimeter Spectra of Local Active Galaxies
本文给出了用赫歇尔卫星上的SPIRE傅里叶变换光谱仪(SPIRE/FTS)观测到的11个邻近活动星系在450 ~ 1550 GHz的亚毫米波段光谱。我们检测到CO从J_up = 4到12的跃迁,以及在492和809 GHz的两条[CI]精细结构线和[NII] 461 GHz线。利用辐射转移模型对观测到的CO谱线能量分布进行了分析。FTS CO数据得到了低J CO线地面观测的补充。我们发现,在我们的大多数星系中,由中J CO跃迁追踪到的温暖分子气体具有相似的物理条件(n_H2 ~ 10^3.2 - 10^3.9 cm^-3,T_kin ~ 300 - 800 K)。此外,我们发现,这种温暖的气体很可能产生中红外旋转H2发射。我们无法确定暖气体的具体加热机制,但它可能与这些星系中的恒星形成活动有关。我们对[CI]发射的模拟表明,它产生于冷(T_kin < 30 K)和致密(n_H2 > 10^3 cm^-3)的分子气体中。在我们的SPIRE/FTS光谱中经常检测到其他分子的跃迁。在UGC 05101的吸收和NGC 7130的发射中检测到1232 GHz的HF J=1-0跃迁。在后者中,近红外泵浦,化学泵浦,或碰撞激发与电子是合理的激发机制可能与该星系的活动星系核。在一些星系中,几乎没有H2O发射线。此外,在NGC 7130中还发现了909、971和1033 GHz的三条OH+谱线。
2013-03-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic ray streaming in the turbulent interstellar medium
本文研究了$-100~$ GeV宇宙射线在湍流星际介质中的流动不稳定性及其阻尼。我们发现流不稳定性的阻尼主要由弱电离分子云中的离子-中性碰撞阻尼、高电离暖介质中的湍流阻尼和星系晕中的非线性朗道阻尼所控制。只有在星系晕中,CR的流动速度接近阿尔文速度。Alfvénic湍流通过磁场线缠结在抑制流动不稳定性和调节流动CRs扩散方面起着重要作用,流动CRs在观测坐标系中的有效平均自由程由超Alfvénic湍流的Alfvénic尺度决定.得到的扩散系数对Alfvén马赫数很敏感,在多相ISM中,Alfvén马赫数具有很大的取值范围。超Alfvénic湍流有助于流动CR的额外限制,无论占主导地位的阻尼机制。
2022-01-20 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
On the injection scale of the turbulence in the partially ionized very local interstellar medium
在部分电离的星际介质中,磁流体动力学(MHD)湍流级联受到离子中性碰撞阻尼和中性粘性阻尼的影响。通过研究在温暖的和部分电离的本地星际介质的阻尼效应,我们发现,星际湍流阻尼中性粘度在$\sim 261$ au和不能解释的湍流磁场波动探测到的旅行者1号和2号。Voyager在VLISM(very local星际介质)中测量到的MHD湍流应该在离子与中性粒子解耦的区域中局部注入,以使其级联在阻尼效应中幸存下来。在离子中性退耦条件和观测到的Kolmogorov磁能谱的强湍流条件下,我们发现VLISM中的湍流是亚Alfvénic的,其最大可能的注入尺度是$\sim 194$ au.
2022-11-08 astro-ph.GA physics.flu-dyn physics.plasm-ph