ALMA reveals extended cool gas and hot ionized outflows in a typical star-forming galaxy at $z=7.13$
我们目前的空间分辨形态属性的[CII] 158 $μ$ m,[OIII] 88 $μ$ m,尘埃,和静止帧紫外(UV)连续辐射的A1689-zD 1,一个强透镜,亚L * 星系在$z=7.13$,利用深阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)和哈勃太空望远镜(HST)的观测。虽然[OIII]线和UV连续谱是紧凑的,但[CII]线延伸到$r \sim 12$ kpc的半径。使用多波段静止帧远红外(FIR)连续数据范围从52-400 $μ$米,我们发现一个平均尘埃温度和发射率指数$T_{\rm dust} = 41^{+17}_{-14}$ K和$β= 1.7^{+1.1}_{-0.7}$,分别在整个星系。我们发现在不同的波长,这可能表明,尘埃温度随距离减小的尘埃连续轮廓略有差异。我们映射的恒星形成率(SFR)通过红外和紫外光度和确定总SFR的$37\pm 1~M_\odot~{\rm yr}^{-1}$与一个模糊的部分$87\%$。虽然[OIII]线是一个很好的示踪剂的SFR,[CII]线显示偏离当地的$L_{\rm [CII]}$ -SFR的关系在星系的外围。最后,我们观察到[CII]和[OIII]之间的谱线轮廓存在明显差异,在减去单个高斯模型后,[OIII]谱线中存在显著残差($\sim 5σ$)。这表明扩展的[CII]结构可能起源于热电离流出的冷却。扩展的[CII]和高速[OI…
2022-06-14 astro-ph.GA
Using [CII] 158 micron Emission From Isolated ISM Phases as a Star-Formation Rate Indicator
在许多恒星形成星系中观测到的最亮的发射线是[CII] 158微米线,使其在z~7处可被探测到。为了更好地理解和量化[CII]发射作为恒星形成的示踪剂,[NII] 205微米发射和[CII] 158微米发射之间的理论比率已被用于经验地确定源自ISM的电离和中性相的[CII]发射的分数。在附近星系中[CII] 158微米和[NII] 205微米线的亚千秒差距测量最近已经成为附近星系的关键见解的一部分:与赫歇尔(KINGFISH)和超越峰值(BtP)计划的远红外巡天。随着这两个远红外线的信息以及KINGFISH数据的多波长套件,[CII]发射线作为恒星形成率指标的校准和更好地理解[CII]赤字的追求。[CII]在这些区域中,还将发射与PAH发射进行比较,以比较来自PAH分子的光电加热与ISM的中性和电离相中的[CII]的冷却。我们发现,起源于中性阶段的ISM的[CII]发射不表现出赤字相对于红外光度,因此是首选的[CII]发射起源于电离阶段的ISM作为一个恒星形成率指标的正常恒星形成星系包括在这个样本。
2019-10-11 astro-ph.GA
Physical conditions in the gas phases of the giant HII region LMC-N11 unveiled by Herschel - I. Diffuse [CII] and [OIII] emission in LMC-N11B
麦哲伦星云为贫金属矮星系提供了附近的实验室。低尘埃丰度增强了紫外光子进入星际介质(ISM)的渗透,导致电离气体的相对较大的填充因子。此外,[CII] 157 μ m谱线可能探测到一个隐藏的分子气藏。我们给出了大麦云星云HII区N11 B的几种示踪剂[CII]、[OI] 63 μ m、145 μ m、[NII] 122 μ m、[NIII] 57 μ m和[OIII] 88 μ m的Herschel/PACS图。Halalpha和[OIII] 5007 A图像被用作补充数据,以研究尘埃消光的影响。观察解释与光电离模型来推断气体条件和估计电离气体的贡献[CII]发射。通过多环芳烃(PAHs)探测光解离区域(PDR)。我们首先研究了电离气体的分布和性质。然后,我们约束的起源[CII] 157微米通过比较低激发电离气体和PDR的示踪剂。[OIII]主要由高激发扩散电离气体的扩展发射控制;它是最亮的远红外线,比[CII]亮约4倍。[OIII]发射的程度表明介质相当分散,允许远紫外光子渗透到ISM中,达到> 30 pc的尺度。此外,通过比较[CII]和[NII],我们发现95%的[CII]产生于PDR中,除了朝向星团的15%可能产生于电离气体中。我们发现[CII]+[OI]与PAH排放之间存在显著的相关性,其中[CII]在弥漫性PDR中占主导地位,[OI]在弥漫性PDR中占主导地位。[CII]…
2012-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Herschel Spectroscopy of Early Type Galaxies
我们提出了Herschel光谱的原子线产生的光解离区域以及附近的早型星系(ETGs)的电离区域,专注于体积有限的星系3D样本。我们的数据包括[CII],[OI]和[NII] 122和205微米线,以及辅助数据,包括CO和HI图。我们发现ETG的[CII]/FIR比值略低于KINGFISH样本中的螺旋星系,并且有几个ETG具有异常大的[NII] 122/[CII]比值。[NII] 122/[CII]比率与UV颜色相关,并且在螺旋和ETG中均观察到[CII]/FIR与NUV-K存在强反相关性,这可能是由于辐射场较软,可用于碳分解和加热气体的光子较少。因此,这种相关性使得具有更红的恒星星族的星系中出现[CII]赤字。高[NII] 122/[CII](和低[CII]/FIR)线比也可能受到去除大部分扩散的低密度气体的影响,这与低HI/H2比一致。[CII]现在被用作恒星形成的指示器,我们发现它对ETG和螺旋一样好。发现的[CII]/CO比值也类似于螺旋星系中发现的比值。通过使用[NII] 205微米线,对电离气体产生的[CII]排放的百分比的估计表明,很大一部分可能出现在电离区域。
2017-05-01 astro-ph.GA
SIGAME simulations of the [CII], [OI] and [OIII] line emission from star forming galaxies at z ~ 6
迄今为止,在[CII]中观测到的z>~5的近40个恒星形成星系(不包括类星体)中,近一半在[CII]中要么非常微弱,要么根本没有被探测到,并且远远低于基于恒星形成率(SFR)和[CII]光度之间的局部关系的预期。结合星系的宇宙学变焦模拟和银河系毫米/亚毫米辐射模拟器(SIMULATOR of GALAXY MMIMIMETER/SUBMMIMIMERIUM EMISSION,SIGAME),我们模拟了30个恒星形成率为3- 23 Msun/yr,恒星质量为0.7-8 × 10^9 Msun,金属丰度为0.1-0.4 × Zsun的主序星星系的多相星际介质(ISM)及其在[CII],[OI]和[OIII]中的辐射。模拟结果能够再现上述z>5时的[CII]-昏暗,与已有的3个z>~5的[OIII]探测结果中的2个相匹配,并且与局部星暴星系的[OI]和[OIII]光度与SFR的关系基本一致。我们发现,[CII]发射主要是由弥漫的电离气相和分子云,平均贡献约66%和约27%,分别。因此,仅占总气体质量约10%的分子气体比占总气体质量约85%的电离气体更有效地发射[CII]。主成分分析表明,[CII]光度与恒星形成活动以及平均金属丰度相关。我们模拟的低金属丰度以及它们的低分子气体质量分数可以解释它们的[CII]-微弱,我们认为这些因素也可能是在这些早期观测到的[CII]-微弱正常星系的原因。
2017-08-16 astro-ph.GA
Excitation mechanisms of C II optical permitted lines in ionized nebulae
本研究利用 DESIRED 数据库分析 C II 光学允许线的激发机制,发现部分谱线仅源于复合且无荧光贡献,证实 C2+ 丰度差异非由荧光或原子参数误差所致,而源于温度变化或化学不均匀性等其他现象。
2024-04-29 astro-ph.GA
Warm ISM in the Sgr A Complex. I: Mid-J CO, atomic carbon, ionized atomic carbon,and ionized nitrogen sub-mm/FIR line observations with the Herschel-HIFI and NANTEN2/SMART telescopes
我们提出了大规模的submm观测到的Sgr A复盖~300弧分2。这些数据是在HEXGAL方案框架内利用Herschel-HIFI卫星获得的,并得到了作为NANTEN 2/SMART中央核区调查一部分的NANTEN 2/SMART望远镜获得的亚毫米观测结果的补充。观测到的物种是用NANTEN 2/SMART望远镜观测到的CO(4-3),以及用Herschel-HIFI卫星观测到的[CI](1-0)、[CI](2-1)、[NII](1-0)和[CII](3/2-1/2)。观测结果的光谱分辨率为1 km/s,空间分辨率为46”至28”。三条低频谱线的频谱覆盖范围为+-200 km/s,而在两条高频谱线中,[NII]和[CII]谱线的LSR速度上限分别为+94 km/s和+145 km/s。所有谱线中发射的空间分布非常广泛。大部分的CO排放被发现对银河系的纬度低于银河系平面,所有已知的分子云被确定。两条中性碳原子谱线都有与+50 km/s云相关的最亮发射。它们在LSR速度下的空间分布描述了一种新月形的结构,这可能是与能量事件(一个或几个超新星爆炸)相互作用的结果,这些事件导致了非热的Sgr A-东源。[CII]和[NII]发射的大部分通量与热拱丝和H区有关,并检测到[CII]发射中朝向中央核盘(CND)的亮点。在Sgr A复合体的视线方向上也探测到了速度非常高(|Vlsr| > 100 …
2016-06-14 astro-ph.GA
Unveiling the Ionized and Neutral ISM at z > 10 : The Origin of [O III] /[C II] Ratios from a Sub-parsec Resolution Radiative Transfer Simulation
Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(计算天体物理学中心,弗拉廷研究所);Department of Physics, The University of Tokyo(东京大学物理学系);Faculty of Science, Hokkaido University(北海道大学理学部);Waseda Research Institute for Science and Engineering, Faculty of Science and Engineering, Waseda University(早稻田大学理工学研究科理工学部理工学研究院);Department of Physics, School of Advanced Science and Engineering, Faculty of Science and Engineering, Waseda University(早稻田大学理工学部先进理工学研究科物理学系);Department of Astronomy, University of Maryland, College Park(马里兰大学天文学系)
本研究通过亚Parsec分辨率辐射转移模拟揭示z>10时电离和中性星际介质的起源,发现[O III]/[C II]比值与电离气体和中性气体质量及密度比相关,且比值随红移变化。
2025-12-18 astro-ph.GA
Characterizing the Multi-Phase Origin of [CII] Emission in M101 and NGC 6946 with Velocity Resolved Spectroscopy
在158微米处的[CII]精细结构转变通常是星系中最明亮的远红外线。由于其低电离电位,C+可以追踪ISM的电离、原子和分子相。本文介绍了SOFIA/GREAT在~500 pc尺度上对邻近星系M101和NGC 6946的速度分辨[CII]和[NII]指向观测,并研究了在一系列环境中[CII]发射的多相起源。我们表明,电离气体使[CII]发射在这些位置使用[NII]观测的贡献可以忽略不计。我们光谱分解的[CII]发射到与分子和原子相使用现有的CO(2-1)和HI数据的组件,并表明,峰值信噪比为10-15是必要的可靠的分解。在一般情况下,我们发现,在我们的点大于或等于50%的[CII]发射来自原子相,没有强烈的依赖于恒星形成率,金属丰度,或银心半径。我们确实发现了这两个星系中的点之间的差异,NGC 6946中的位置往往比M101中具有更大比例的与分子相相关的[CII]发射。我们还发现了一个微弱但一致的趋势,较暗的[CII]发射表现出较大的贡献,从原子介质。我们通过[CII]冷却函数计算了冷中性介质的热压,发现log(P_th/k)=3.8-4.6 [K cm^-3],这个值比类似的测定值略高,这可能是因为我们的观测偏向于恒星形成区。
2021-04-27 astro-ph.GA
Simulator of Galaxy Millimeter/Submillimeter Emission (SIGAME): The [CII]-SFR Relationship of Massive z=2 Main Sequence Galaxies
我们目前的[CII]157.7 $μ$精细结构线发射的宇宙学平滑粒子流体动力学(SPH)模拟在z=2的七个主序星星系的SNORGGAME模拟。使用亚网格物理处方的气体在我们的模拟被建模为一个多相的星际介质(ISM)的分子气体居住在巨大的分子云,与光离解区(PDR)在云表面的原子气相,和扩散,电离的气相。采用logotropic云密度分布和占加热的本地FUV辐射场和宇宙射线的缩放与本地恒星形成率(SFR)的体积密度,我们计算的[CII]发射使用光子逃逸概率形式主义。[CII]的发射峰值位于我们星系中心的$\lesssim$ 1 kpc,SFR径向轮廓也是如此,其中大多数[CII]($\gtrsim$ 70%)起源于分子气相,而在更远的地方($\gtrsim$ 2 kpc),原子/PDR气体占主导地位($\gtrsim$ 90%)[CII]的发射,不再追踪正在进行的恒星形成。在整个过程中,电离气体的贡献可忽略不计($\lesssim$ 3%)。[CII]光度与SFR([CII]-SFR)的关系,集成以及空间分辨(尺度为1千秒差距),描绘了我们的模拟星系是在良好的协议与当地观察到的相应关系,并在高红移。在我们的模拟中,分子气体在SFR $\gtrsim$ 20 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$(SFR密度$\gtrsim$ 0.5 M $_{\odot}$ yr $^{-1…
2015-11-23 astro-ph.GA
Ionized carbon as a tracer of the assembly of interstellar clouds
分子氢云是星际介质的关键组成部分,因为它们是恒星的诞生地。它们嵌入弥漫在星际空间的原子气体中。然而,分子云如何从原子气体中聚集并与原子气体相互作用的细节在很大程度上仍然未知。通过SOFIA(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)的FEEDBACK计划对天鹅座地区电离碳158~ $μ$ m谱线CII的新观测,我们提供了令人信服的证据,证明CII揭示了云系之间的动力学相互作用。这个过程既不是完全分子云的正面碰撞,也不是仅仅原子云的温和合并。此外,我们还证明了与DR 21和W75 N恒星形成区相关的致密分子云以及速度较高的云嵌入原子气体中,并且所有组件都在大范围的速度(20 km/s)内相互作用。原子气体的密度为100 cm $^{-3}$,温度为100 K。我们的结论是,CII 158 $μ$ m线是一个很好的示踪剂,见证了云的相互作用过程,并预计在其他地区进一步检测到这种现象
2023-02-18 astro-ph.GA
Collisional Excitation of the [CII] Fine Structure Transition in Interstellar Clouds
我们分析了碰撞激发的158微米(1900.5 GHz)的精细结构转变的离子化碳(C+)的线强度由简单的云模型。单个C+精细结构跃迁是原子星际介质和光子控制区的一种非常重要的冷却剂,其中碳部分或完全处于电离形式。[CII]线被广泛用作银河系和其他星系中恒星形成的示踪剂。[CII]精细结构跃迁的激发可以通过与氢分子、原子和电子的碰撞。用Herschel上的HIFI仪器和SOFIA上的GREAT仪器对[CII]进行速度分辨观测已经成为可能。这些观测结果的分析是复杂的事实,这是很难确定的[CII]线的光学深度,由于相对薄弱和混合的组件的类似过渡的13 C $+。我们讨论了[CII]线的激发和辐射跃迁,推导出几种极限情况下的分析结果,并使用大速度梯度模型进行数值求解,以进行更全面的分析。我们表明,天线温度高达1/3的气体动力学温度的亮度温度,天线温度是线性成比例的柱密度的C+的过渡,这可以被称为有效光学薄(EOT)近似的光学深度无关。我们审查的临界密度激发的[CII]线的各种碰撞伙伴。我们简要地分析了C+吸收,最后讨论了C+冷却,以及线强度的考虑如何影响ISM的这一重要冷却剂的行为。
2012-10-15 astro-ph.GA
Varying [CII]/[NII] line ratios in the interacting system BR1202-0725 at z=4.7
利用[NII]和[CII]精细结构线发射研究了z=4.7的相互作用系统BR 1202 -0725中星际介质的性质。该系统由一个类星体、一个亚毫米星系(SMG)和两个Ly-alpha发射体(LAE)组成。星系性质的多样性使BR 1202 -0725成为研究恒星形成和星系演化的独特实验室。我们目前的电离氮([NII] 205微米)的观测,获得了IRAM高原德布尔干涉仪。我们没有发现[NII]发射的类星体的位置,但试探性的[NII]线检测与SMG和LAEs之一。结合该系统的可用电离碳([CII] 158 μ m)ALMA观测,我们发现:类星体和SMG的[CII]/[NII]光度比>5.5,但LAE的[CII]/[NII]光度比低至~2,这表明在该源中,大部分[CII]发射与电离介质(HII区)而不是中性介质(PDR)有关。这一研究表明,为了确定遥远星系中星际介质的物理性质,多条精细结构谱线的联合研究是重要的。
2014-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA Reveals Weak [NII] Emission in "Typical" Galaxies and Intense Starbursts at z=5-6
我们报告的[NII] 205 μ m的精细结构线发射从一个有代表性的样品的三个星系在z=5-6使用阿塔卡马大(分)毫米阵列(ALMA)的干涉测量。这些星系以前在[CII]和远红外连续辐射中被探测到,并且在恒星形成率(SFR)上跨越了近两个数量级。我们的结果表明,在宇宙时间的前十亿年,星系的电离星际介质至少存在两种不同的性质,这两种性质由它们的L_[CII]/L_[NII]比值区分开来。我们在一个典型的L*_UV恒星形成星系中发现了与[CII]相比极低的[NII]辐射(L_ [CII]/L_[NII]=68 [+200/-28]),这可能与低尘埃丰度和低金属丰度直接或间接(通过其对辐射场的影响)有关。在我们的样品中,红外发光的中等恒星形成的Lyman Break星系(LBG)具有典型的局部恒星形成星系的电离气体分数(L_[CII]/L_[NII]<=20),并显示了其电离气体分数在扩展的气体库中的空间变化的证据。极端SFR、温暖和致密的尘埃星暴AzTEC-3的电离率高于其恒星形成率面密度(L_[CII]/L_[NII]=22+/-8)的预期值,表明在这类星系中[NII]主要追踪扩散的电离介质,而不是恒星形成的HII区。这个最高红移的[NII]探测样本为电离和中性气体建模尝试以及z=5-6时“正常”星系和星爆中的星际介质结构提供了一些第一个限制。
2016-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Velocity resolved [CII] spectroscopy of the center and the BCLMP302 region of M33 (HerM33es)
我们的目标是了解ISM的电离,原子和分子阶段的[CII]发射附近的动力中心和BCLMP 302 HII区域附近的星系M33的北部在50 pc的空间分辨率的云的贡献。我们结合高分辨率[CII]光谱与Herschel卫星上的HIFI光谱仪与[CII] Herschel-PACS地图和CO(2-1)和HI的地面观测。所有数据均采用50 pc的通用空间分辨率。典型地,[CII]线具有介于较窄的CO(2-1)和较宽的HI线轮廓之间的宽度。我们分解的[CII]光谱的CO(2-1)和HI中检测到的分子和原子气体的贡献。我们发现CO(2-1)和HI示踪的分子和原子气体的相对贡献主要取决于局域物理条件和几何形状。我们估计,11-60%和5-34%的[CII]强度的中心和BCLMP 302,分别出现在速度显示没有CO(2-1)或HI排放,并可能出现在CO暗分子气体。推断的[CII]发射的强烈变化与CO和HI无关,不能用两个研究区域之间的A_v、远紫外辐射场和金属丰度的差异来解释。因此,扩散(CO-暗)和致密分子气体的相对量可能在小于50 pc的空间尺度上变化。基于在无线电波长观测到的发射测量,我们估计电离气体在几个位置的贡献在10- 25%之间。对应于与[CII]相同速度范围的示踪剂强度之间的相关性不同于来自PACS数据的相关性。本文中的结果强调,需要速度分辨的观测,以辨别ISM的不同组成部分的[CI…
2015-12-02 astro-ph.GA
Molecular cloud dispersal traced by the ionized carbon 158 micron line
I. Physikalisches Institut, Universität zu Köln(科隆大学第一物理研究所);Green Bank Observatory(格林班克天文台);University of Maryland, Department of Astronomy(马里兰大学天文学系);Leiden Observatory(莱顿天文台);SOFIA Science Center, USRA, NASA Ames Research Center(NASA阿姆斯研究中心USRA SOFIA科学中心);Astronomisches Rechen-Institut, ZfA Universität Heidelberg(海德堡大学ZfA天体计算研究所);Center for Gravitational Waves and Cosmology, West Virginia University(西弗吉尼亚大学引力波与宇宙学中心)
利用SOFIA观测的CII 158微米谱线,分析10个高质星形成区,发现高速气体逃逸云团,表明恒星反馈可在2-10百万年内消散分子云并终止恒星形成。
2026-06-23 astro-ph.GA
A Foreground Masking Strategy for [CII] Intensity Mapping Experiments Using Galaxies Selected by Stellar Mass and Redshift
当中性星系际介质被第一个星系发出的高能光子电离时,强度测绘提供了一种独特的手段来探测再电离时代(EoR)。[CII] 158 $μ$ m精细结构谱线是典型的恒星形成星系最明亮的发射谱线之一,因此是全球EoR恒星形成活动的有希望的示踪剂。然而,[CII]的强度图在$6 \lesssim z \lesssim 8$污染的插入CO旋转线发射($3 \leq J_{\rm upp} \leq 6$)从较低的红移星系。在这里,我们提出了一个策略,以消除前景污染即将到来的[CII]强度映射实验,指导下的CO排放模型从前景星系。该模型是基于在$z < 3$和恒星质量$M_{*} > 10^{8}\,\rm M_{\rm \odot}$选择的$K$ -波段从COSMOS/UltraVISTA调查,它可以转换为CO线强度的星系的红外总光度的平均值和散射的经验测量。对于层析成像电离碳映射实验(TIME)的模拟场,我们发现掩蔽“体素”(光谱空间元素)包含前景星系确定使用优化的CO通量阈值的结果在$z$依赖的标准$m^{\rm AB}_{\rm K} \lesssim 22$(或$M_{*} \gtrsim 10^{9} \,\rm M_{\rm \odot}$),并使[CII]/CO $_{\rm tot}$功率比为$\gtrsim 10$的$h$ /Mpc,代价是总调查量的适度$\lesssim 8\…
2018-02-19 astro-ph.GA
Extreme CII emission in type 2 quasars at z~2.5: a signature of kappa-distributed electron energies?
研究了z~2.5的2型类星体扩展窄线区单电离碳1335 A和2326 A线的通量比。我们发现观测到的CII 1335 / CII] 2326通量比,这是不敏感的C/H丰度比,往往是几倍高于使用太阳金属丰度和麦克斯韦-玻尔兹曼电子能量分布的典型AGN光电离模型预测。我们研究了几种可能的解决方案,这种差异:低气体金属,冲击电离,连续荧光,和卡帕分布的电子能量。虽然我们不能明确区分几个建议的解决方案,我们认为,卡帕分布给出了更自然的解释。我们还提供了一个网格的活动星系核光电离模型使用卡帕分布的电子能量。
2014-04-25 astro-ph.GA
The archival discovery of a strong Lyman-$α$ and [CII] emitter at z = 7.677
我们报告了在$z=7.677$的明亮紫外星系Y 002中发现的Lyman-$α$辐射的档案,并通过其电离碳[CII] 158 $μ$ m发射线的光谱证实。Ly的$α$谱线在空间上与静止坐标系的紫外恒星辐射($M_{\rm UV}$~-22,比$M^\star_{\rm UV}$亮2倍)相关,并且在当前~1 "的空间分辨率下,它似乎偏离了扩展的[CII]辐射的峰值。我们推导出了未被遮蔽的SFR(UV)= $(22\pm1)\,M_\odot$ yr $^{-1}$的估计值,并从远红外波长范围设置了SFR(IR)$<15\,M_\odot$ yr $^{-1}$的上限,这使得Y002在较低的红移下被置于SFR(UV + IR)-L([CII])相关上。在速度方面,Ly $α$发射的峰值从[CII]设定的系统红移约500 km s $^{-1}$,高速尾延伸到约1000 km s $^{-1}$。在z~6 - 7处,速度偏移比类似的UV明亮发射器的平均估计高约3.5倍,这可能表明我们正在目睹两个团块的合并。强烈的外流和Y 002周围可能存在的扩展电离泡的组合可能会促进大量Ly $α$光的逃逸,如大的等效宽度EW(Ly $α$)= $24^{+5}_{-6}$ λ所示。假设[CII]跟踪中性氢,我们估计作为一个系统的Y 002的HI气体部分$M({\rm HI})/M_\star\gtrs…
2022-03-31 astro-ph.GA
Multi-phase black-hole feedback and a bright [CII] halo in a Lo-BAL quasar at $z\sim6.6$
该研究针对$z\sim6.6$的Lo-BAL类星体J0923+0402,首次在再电离时期多尺度多相表征黑洞驱动外流,证实强黑洞反馈存在并可在星系周尺度塑造冷气体储库。
2024-05-16 astro-ph.GA
A Molecular Gas Ring Hidden in the Sombrero Galaxy
我们介绍了Herschel、ALMA和MUSE对Messier 104(也称为宽边帽星系)分子环的观测。这些以前未发表的档案数据揭示了M104的星际介质的内容。特别是通过CO排放测量的分子氢和通过远红外线测量的尘埃沿着环均匀分布。由H $α$和[CII]发射所揭示的电离气体沿环呈节状分布。尽管被归类为SAa星系,但M104显示出早期星系的典型特征。因此,我们将它的[CII]和尘埃排放与Herschel和SOFIA观察到的早期星系样本进行了比较。M104的[CII]/FIR比远低于典型的恒星形成星系,而与早期类型的星系更为相似。通过使用光学发射线诊断对区域进行分类,我们还发现,在[CII]/FIR图中,被归类为HII的区域比被归类为低电离发射区域的区域更靠近恒星形成星系。[CII]和H $α$发射之间的良好匹配,以及CO发射和恒星形成之间缺乏相关性,表明沿着环有非常有限的活跃恒星形成,并且大部分[CII]发射来自电离和中性原子气体,而不是分子气体。从CO线的总强度,我们估计的分子氢质量为0.9 $\times10^9$ M $_{\odot}$,早期类型的星系和我们的星系的分子环的内容之间的中间值。
2022-10-24 astro-ph.GA
The Herschel Dwarf Galaxy Survey: II. Physical conditions, origin of [CII] emission, and porosity of the multiphase low-metallicity ISM
灵敏的红外望远镜斯皮策和赫歇尔已经被用来瞄准低金属量的恒星形成星系,使我们能够以前所未有的细节调查它们的星际介质(ISM)的性质。用物理术语解释观测结果依赖于对这些性质的仔细建模。我们采用了多相的方法来模拟ISM阶段(HII区和光解区)与光谱合成代码多云。我们的目标是描述物理条件(气体密度,辐射场等)。在赫歇尔矮星系巡天的星系ISM中。我们对这些物理条件与金属丰度或恒星形成率之间的相关性特别感兴趣。我们已经解决的其他关键问题是不同的ISM阶段的贡献的总线发射,特别是[CII] 157微米线,和ISM的孔隙率的表征。我们发现,我们的样本中的低金属量的星系往往有较高的电离参数和星系具有较高的比恒星形成率有较高的气体密度。[CII]发射主要来自PDR,来自电离气相的贡献很小,通常小于所观察到的发射的30%。我们还发现相关性-虽然与散射-金属丰度和PDR覆盖因子和[CII]的电离气体的分数之间。总的来说,低金属丰度似乎是这些星系ISM结构和条件的大部分变化的驱动力,而不是高的特定恒星形成率。这些结果以定量的方式证明了在低金属丰度下ISM孔隙度的增加。这种多孔性可能是年轻宇宙中星系的典型特征。
2019-04-17 astro-ph.GA
Highly-ionized gas in lensed z = 6.027 Little Red Dot seen through [OIII] 88$μ$m with ALMA
通过ALMA观测发现z=6.027的'小红点'中高电离气体的[OIII]88μm线,揭示其低金属性和尘埃贫乏,暗示强紫外辐射场可能对再电离有重要贡献。
2025-12-04 astro-ph.GA
The origin of the [CII]-deficit in a simulated dwarf galaxies starburst
我们提出[CII]的平滑粒子流体动力学(SPH)模拟矮星系合并的综合观测。合并过程使恒星形成率的变化超过三个数量级。形成了几个星团,其反馈通过扩大HII区域和超新星(SN)爆炸分散和解开致密气体。对于星系的属性相似的建模的,我们发现,[CII]发射保持光学薄整个合并过程。我们确定温暖的中性介质($3<\log T_{\rm gas}<4$与$χ_{\rm HI}>2χ_{\rm H2}$)是[CII]发射($\sim58\%$贡献)的主要来源,虽然在阶段时,HII地区是年轻和密集的(在团簇形成或SNe的电离泡的形式),他们可以贡献$\gtrsim50\%$的总[CII]发射。我们发现,[CII]/FIR比下降,由于[CII]发射的热饱和所造成的强FUV辐射场发射的大质量星团,导致[CII]赤字介质。我们调查的[CII]-SFR关系,并找到一个近似线性的相关性,同意与观测,特别是那些从矮星系巡天。模拟结果再现了[CII]/FIR随$Σ_{\rm SFR}$和$Σ_{\rm FIR}$的变化趋势,与SFR-FIR光度的Kennicutt关系符合得很好.我们建议,在解决观测的[CII]的局部峰值可能提供证据,正在进行的大规模团簇形成。
2022-05-18 astro-ph.GA
[CII] map of the molecular ring and arms of the spiral galaxy NGC 7331
本文给出了用SOFIA上的FIFI-LS获得的星系NGC 7331的[CII] 157.7微米图。这张地图扩展了现有的Herschel/PACS对银河系中心带的观测,涵盖了整个分子环和大部分圆盘,包括具有强烈远红外辐射的多个螺旋臂。我们还提出了[NII] 205微米线的赫歇尔档案数据,其中包括[CII] SOFIA观测的相当一部分,并允许我们估计沿星系环和盘的[CII]发射的中性部分。我们发现中性分数随着离中心的距离而增加。此外,通过跟踪中性分数的方位角变化,我们能够看到我们的观察视角如何影响这种测量。NGC 7331的高倾角使我们能够瞥见分子环的内壁。在那里,年轻明亮的恒星发出紫外线辐射,导致电离气体中产生更多的[CII]辐射。在外壁上,不透明的尘埃覆盖着环的其余部分,使中性介质成为[CII]发射的主要来源。通过空间分析比较[CII]排放的气体加热示踪剂,我们能够调查整个NGC 7331的光电加热效率如何变化,并将[CII]赤字的全球测量扩展到当地环境。由于[CII]发射的起源通常是在正面星系中研究的,我们的研究结果为[CII]发射的解释提供了新的思路,特别是在研究具有未知倾角的遥远星系时。
2021-12-10 astro-ph.GA
A Herschel [CII] Galactic plane survey III: [CII] as a tracer of star formation
我们研究了[CII]辐射与银道面恒星形成率的关系,并分离了不同ISM相位与恒星形成率的关系。我们将这些关系与外部星系和本地云的关系进行比较,从而在广泛的物理尺度上检查这些关系。我们比较了[CII]发射的分布,其不同的贡献ISM阶段,作为银河系中心距离的函数与来自无线电连续观测的SFR。我们还比较了SFR与原子和分子气体的表面密度分布,包括CO-暗H2组分。[CII]和SFR在银河系尺度上有很好的相关性,这种关系与外部星系的关系基本一致。通过结合[CII]和SFR的数据点在银河系平面与外部星系和附近的恒星形成区,我们发现,一个单一的标度之间的关系[CII]光度和SFR适用于超过6个数量级。来自不同ISM阶段的[CII]发射都与SFR相关,但只有组合发射显示出与河外观测一致的斜率。这些ISM成分对银河系[CII]光度的贡献大致相当:致密PDR(30%),冷HI(25%),CO暗H2(25%)和电离气体(20%)。SFR-气体表面密度关系显示出比在星系中观察到的更陡的斜率,但它与附近云层中观察到的一致。不同的斜率是由于在河外星系研究中使用了恒定的CO到H2转换因子,而这又与星系中金属丰度恒定的假设有关。我们发现SFR表面密度和致密分子气体的表面密度之间存在线性相关。
2014-09-01 astro-ph.GA
Ultra-faint [CII] emission in a redshift = 2 gravitationally-lensed metal-poor dwarf galaxy
在红移z=1-2的极端发射线星系(EELG)提供了一个独特的观点,贫金属,星暴源,可能是在z $\geq6$宇宙再电离的驱动程序。然而,EELG的分子气体储层-其强烈的恒星形成的燃料-仍然超出了现有设施的范围。我们提出了一个z=1.8的强透镜EELG SL 2S 0217的ALMA [CII]和PdBI CO(2-1)观测结果,它是一个明亮的莱曼- $α$发射体,金属丰度为0.05 $Z_\odot$。我们获得了[CII]线的试验性(3-4 $σ$)检测,并根据合成图像和可分辨平面分析,将[CII]/SFR比值的上限设定为$\leq1\times10^6$ $L_\odot$ /($M_\odot$ yr $^{-1}$)。未检测到CO(2-1)排放。光电离模型表明,高达80%的[CII]发射来自中性或分子气体,尽管我们不能排除气体完全电离。非常微弱的[CII]发射与附近的贫金属矮星和高红移莱曼- $α$发射体以及流体动力学模拟的预测一致。然而,[CII]线是30 $\times$暗比De Looze等人的预测。[CII]-SFR关系的本地矮星,说明了危险的外推本地校准的关系高红移,贫金属星系。
2021-03-28 astro-ph.GA
CNO emission of an unlensed submillimeter galaxy at z=4.3
我们提出了在z=4.3的无透镜亚毫米星系COSMOS-AzTEC-1中的[NII]205微米,[CII]158微米和[OII]88微米线的ALMA观测结果,该星系拥有一个有效半径为1 kpc的紧凑的星暴核心。[CII]和[NII]发射的空间分辨率为0.3 arcsec(半径为1 kpc)。[NII]发射的运动学性质与CO(4-3)和[CII]发射的运动学性质一致,这表明电离气体与相关的分子气体和光解区(PDR)感受到相同的引力势。另一方面,谱线和尘埃连续体的空间范围不同:[CII]发射气体最大,尘埃最致密,导致星际介质的物理条件不同。我们推导出入射远紫外通量和氢气密度通过PDR建模适当减去电离气体的贡献,总[CII]排放。观测到的[CII]发射可能是由密集的PDR产生的,在中心1 kpc区域,nH(PDR)=10^(5.5-5.75)cm^-3,G 0 =10^(3.5-3.75);在中心3 kpc区域,nH(PDR)=10^(5.0-5.25)cm^-3,G 0 =10^(3.25-3.5)。我们还成功测量了COSMOS-AzTEC-1中心3 kpc区域z=4.3处的[OIII/[NII]线比,这是同时检测到氮线和氧线的最高红移。在最可能的物理条件下,测得的光度比L([OIII])/L([NII])=6.4+-2.2表明Zgas=0.7-1.0 Zsol的近太阳金属丰度,表明z=…
2019-03-27 astro-ph.GA
Multiline observations of hydrogen, helium, and carbon radio-recombination lines toward Orion A: A detailed dynamical study and direct determination of physical conditions
利用Yebes 40m望远镜对Orion星云复合体进行多谱线射电复合线观测,结合非LTE激发模型直接测定了光解离区物理条件,揭示了星际介质从电离到分子气体的湍流转变及压力平衡特征。
2024-04-27 astro-ph.GA
Expanding bubbles in Orion A: [CII] observations of M42, M43, and NGC 1977
猎户座分子云是最近的猎户座恒星形成区。大质量恒星由于其强大的辐射场和星风,对其环境产生了深远的影响。[CII] $158\,μ\mathrm{m}$精细结构线的速度分辨观测使我们能够研究UV照射气体的运动学。在这里,我们展示了由SOFIA上的upGREAT仪器获得的猎户座星云复合体的[CII]发射的平方度大小的地图,涵盖了整个猎户座星云(M42)和M43以及星云NGC 1973,1975和1977。我们比较这三个地区的恒星特性与周围的膨胀气泡的运动学。猎户座星云中的O 7 V恒星$θ^1$ Ori C吹出的气泡迅速膨胀,在$13\,\mathrm{km\,s^{-1}}$。简单的分析模型再现了热的内部气体和这个风吹气泡的中性壳的特性,并给我们一个估计的膨胀时间的$0.2\,\mathrm{Myr}$。拥有B 0.5 V恒星NU Ori的M43也呈现出膨胀的气泡结构,膨胀速度为$6\,\mathrm{km\,s^{-1}}$。通过与压力驱动的H\,{ \sc ii}区膨胀的分析模型的比较,给出了$0.02\,\mathrm{Myr}$的年龄估计。NGC 1973、1975和1977周围的气泡以$1.5\,\mathrm{km\,s^{-1}}$膨胀,可能是由于电离气体的超压,就像M43一样。我们推导出这个结构的年龄为$0.4\,\mathrm{Myr}$。我们的结论是猎户座星云的气泡…
2020-05-08 astro-ph.GA
Carbon monoxide and ionized carbon line emission global signals: foregrounds and targets for absolute microwave spectrometry
本文研究未来微波光谱仪测量CO/[CII]全球信号的前景,发现其可约束星系金属丰度与分子气体演化,并量化了该信号对μ和y型谱畸变测量的影响及与CO LIM巡天的协同潜力。
2024-06-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Sample of [CII] Clouds Tracing Dense Clouds in Weak FUV Fields observed by Herschel
158 μ m的[CII]精细结构线是ISM中暖扩散气体以及分子云与其周围原子和电离包层之间界面的良好示踪剂。在这里,我们提出了从太赫兹C+(GOTC+),一个赫歇尔的重点项目,致力于研究[CII]的精细结构发射在银道面使用HIFI仪器银河观测的初步结果。我们使用[CII]发射与CO观测一起作为探测器来了解新形成的恒星对其星际环境的影响,并表征恒星形成气体的物理和化学状态。我们沿着16条视线收集数据,这些视线靠近银河系内部的恒星形成区域,靠近330度和20度。我们确定了58个[CII]组件,与高柱密度分子云跟踪13 CO排放。我们结合[CII],12 CO和13 CO观测,以获得[CII]的物理条件-发射区域在我们的样本的高柱密度云的基础上比较结果从网格的光子主导区域(PDR)模型。从这个无偏样本中,我们的结果表明,大多数[CII]发射来自H2体积密度在10e3.5和10e5.5 cm^-3之间且FUV强度较弱(CHI_0=1-10)的云。我们发现了两个区域,在这两个区域中,我们的分析表明密度大于10 e5 cm^-3,FUV场很强(CHI= 10 e4 - 10 e6),这可能与大质量恒星的形成有关。我们认为,[CII]发射与CO同位素结合是一个很好的工具,可以区分大质量恒星形成的区域(高密度/强FUV场)和沿着视线远离大质量恒星的区域(低密度/弱FUV场)。
2010-07-28 astro-ph.GA
Velocity-resolved [CII] emission and [CII]/FIR Mapping along Orion with Herschel
我们提出了第一个7.5 'x11.5'的速度分辨图[CII] 158 μ m线向猎户座分子云-1(OMC-1)采取的Herschel/HIFI仪器。结合远红外(FIR)测光图像和H41 α氢复合和CO J=2-1线的速度分辨地图,这一数据集提供了一个前所未有的看法,复杂的小尺度运动学的电离/PDR/分子气体接口和大质量恒星的辐射反馈。对[CII]光度的主要贡献(~85%)来自于云的扩展的FUV照明面(G_0>500,n_H>5x10^3 cm^-3)和OMC-1与四边形星团周围的HII区域之间的界面处的致密PDR(G_0~10^4,n_H~10^5 cm^-3)。大约15%的[CII]排放来自不同的气体组分,而没有CO对应物。[CII]激发,PDR气体湍流,线不透明度(从[13 CII])和照明恒星的几何形状相对于云的作用进行了研究。我们绘制了[CII]/FIR和FIR/M_Gas比值图,结果表明,[CII]/FIR从扩展云部分(10^-2-10^-3)到更不透明的恒星形成核心(10^-3-10^-4)逐渐减小。最低值让人想起在本地超亮红外星系中看到的“[CII]赤字”,这些星系拥有旺盛的恒星形成。空间相关分析表明,[CII]/FIR比值的减小与尘埃柱密度的相关性比与FIR/M_Gas的相关性好。我们的结论是,[CII]发射柱相对于总尘埃柱沿每个视线是负责所观察到的[CII]/FI…
2015-09-27 astro-ph.GA
RELICS: Spectroscopy of gravitationally-lensed $z\simeq 2$ reionization-era analogs and implications for CIII] detections at $z>6$
最近的观测表明$z>6$星系中存在着强的CIII]发射(EW $_{\rm{CIII]}}>20$),其起源尚不清楚。在努力了解这些线发射体的性质,我们已经开始了一项调查,针对CIII]发射的引力透镜再电离时代的类似物中确定的HST成像的集群从MANICS调查。在这里,我们报告的初步结果,四个星系选择有低恒星质量(2-8 $\times$ 10 $^7$ M $_\odot$)和J $_{125}$ -波段通量过剩的强烈[OIII]+H $β$发射(EW $_{\rm{[OIII]+Hβ}}$ =500-2000 <$),类似于已观察到的$z>6$。我们在四个源中的三个源中检测到CIII]发射,其中CIII] EW达到在具有最强光学线发射(EW $_{\rm{[OIII]+Hβ}}\simeq 2000$ E)的两个源中的再电离时代(EW $_{\rm{CIII]}}\simeq 17-22$ E)中看到的值。我们已经获得了我们的样品中最强的CIII]发射体的麦哲伦/FIRE近红外光谱,揭示了金属贫乏和高度电离的气体。利用光电离模型,我们能够同时再现强烈的CIII]和光学线发射的非常年轻(2-3万年)和金属贫(0.06-0.08 Z $_\odot$)恒星人口,将在一个低质量星系的SFR大幅上升后预期。这次巡天中的源是第一批使用CIII作为确认红移的主要手段的源之一。我们认为,应该…
2020-03-26 astro-ph.GA
Kinematics and Star Formation of High-Redshift Hot Dust-Obscured Quasars as Seen by ALMA
热尘埃遮蔽星系(Hot DOG)是由WISE发现的一群超亮遮蔽类星体。我们目前的ALMA观测的[CII]精细结构线和底层的尘埃连续辐射的样品中的七个最极端的发光(EL; L $_{\rm bol}$ $\ge$ 10 $^{14}$ L $_\odot$)热狗,在红移z ~ 3.0-4.6。[CII]线在四个物体中被稳健地检测到,暂时在一个物体中,并且可能基于额外的数据在其余两个物体中红移出光谱窗口。平均而言,[CII]相对于静止框架紫外发射线红移约780 km/s。电致发光的热DOG一直表现出非常高的电离气体表面密度,$Σ_{\rm [CII]}$约为1-2 x 10 $^{9}$ L $_\odot$ kpc $^{-2}$,与其他高红移类星体中最极端的情况一样高。作为一个群体,EL Hot Dog主机似乎大致集中在恒星形成星系的主序列上,但不确定性很大,个别来源可能会高于或低于。平均的,固有的[CII]和尘埃连续谱尺寸(FWHMs)分别为~ 2.1 kpc和~ 1.6 kpc,具有非常窄的线-连续谱尺寸比范围,1.61 $\pm$ 0.10,这表明它们可以线性成比例。EL Hot Dogs的[CII]速度场是多种多样的:从几乎不旋转的结构,到具有有序圆周运动的解析主机,再到可能是正在进行的合并的结果的复杂的扰动系统。相比之下,所有的源显示大的线速度色散,半高宽$\gtrsim…
2021-07-14 astro-ph.GA
The [CII]/[NII] ratio in 3 < z < 6 sub-millimetre galaxies from the South Pole Telescope survey
我们提出了阿塔卡马紧凑阵列和阿塔卡马探路者实验观测的[N II] 205 $μ$ m精细结构线在40个亚毫米星系位于红移z = 3至6,从2500度$^2$南极望远镜调查。这代表了迄今为止最大的均匀选择的高红移[N II] 205 $μ$ m测量样本。29个源还具有[C II] 158 $μ$ m线观测,首次在高红移下对[C II]与[N II]的光度比分布进行了表征。该样本的中位L $_{[C II]}$ /L $_{[N II]}$ $\approx$> 11,四分位数范围为5.0 - 24.7。这些比值与在本地(U)LIRGs中观察到的相似,可能表明它们的星际介质具有相似性。在极端情况下,我们发现个别亚毫米星系的L $_{[C II]}$ /L $_{[N II]}$低到足以表明一个较小的贡献,从中性气体比电离气体的[C II]流量和高到足以表明强烈的光子或X射线区域占主导地位的流量。这些结果突出了一个大的范围内,在这条线的光度比亚毫米星系,这可能是由气体密度的变化,碳和氮的相对丰度,电离参数,金属丰度,和电离和中性星际介质的丰度分数的变化。
2020-03-25 astro-ph.GA
Carbon gas in SMC low-metallicity star-forming regions
本文给出了贫金属本星系群矮星系SMC中恒星形成区N66、N25 + N26和N88的[CII]、[CI]和CO发射谱线图。大的HII区域N66的空间和速度结构揭示了一个以激动人心的星团NGC346为中心的受冲击分子气体的膨胀环,而更遥远的致密分子云正在被来自同一星团的紫外线辐射侵蚀。在N25 + N26和N88图中,在相对低的表面亮度下的漫射[CII]发射远远超出了与[CII]区域相关的明亮发射的紧凑边界。在所有区域中,这种明亮的[CII]发射和不太突出的[CI]发射的分布紧密地遵循CO络合物的轮廓,但是[CII]和[CI]发射的强度通常是相互关联的,这可以通过光解离和光电离过程的作用来理解。尽管CO和[CII]地图的整体相似性,这些线的强度比变化显着,主要是由于CO亮度的变化。[CII]发射谱线的速度比相应的CO谱线宽50%。辐射转移分析表明,[CII]线是SMC中(CO暗)分子氢的主要示踪线。一氧化碳排放量仅占气体总量的一小部分。空间分布和谱线轮廓形状的相似性以及与[[CII]而不是CO排放相关的分子气体的优势意味着在SMC的低金属含量环境中,由CO追踪的少量致密分子气体嵌入仅由[CII]排放追踪的更广泛的分子气体中。中性原子和电离氢区的贡献是可以忽略不计的恒星形成区域观察。
2016-02-24 astro-ph.GA
Herschel Galactic plane survey of [NII] fine structure emission
通过发射122 $μ$ m和205 $μ$ m处的两个精细结构跃迁([NII]),首次对银道面电离氮进行了大尺度高角分辨率观测。这些观测结果主要是通过赫歇尔空间天文台上的PACS仪器获得的。视线在银河平面上,遵循Herschel OTKP项目GOT C+的视线。在10 $^{-8}$ - 10 $^{-7}$ $W$ m $^{-2}$ sr $^{-1}$水平下,在-60 $^{o}$ $\leq$ $l$ $\leq$ 60 $^{o}$范围内可靠地检测到两条线。在给定指向的25个PACS空间像素中的强度的$rms$通常小于平均强度的三分之一,表明发射被扩展。[NII]在气体中产生,其中氢被电离,碰撞激发是由电子。两个精细结构转变的比率提供了电子密度的直接测量,产生了$n(e)$主要在10至50 cm $^{-3}$的范围内,平均值为29 cm $^{-3}$,N $^+$柱密度为10 $^{16}$至10 $^{17}$ cm $^{-2}$。[NII]发射与[CII]的发射高度相关,并且我们计算出在1/3和1/2之间的[CII]发射与电离气体有关。相对较高的电子密度表明[NII]发射源不是热电离介质(WIM),其电子密度小100倍以上。观察到的[NII]的可能来源包括致密的原子和分子云的电离表面,HII区域的扩展低密度包络,以及WIM的低填充因子高密度波动。
2015-10-19 astro-ph.GA
FEEDBACK from the NGC7538 HII region
背景:不断扩大的HII区域如何与其环境云相互作用?这是推动SOFIA遗留项目FEEDBACK的核心问题之一。在这里,我们提出了一个案例研究的原型H{ \sc ii}区域NGC 7538。方法:使用SOFIA,我们在1.9 THz的[CII]线中绘制了NGC 7538周围约210 '^2的区域。将补充观测到的原子碳[CI]和高J CO(8-7)数据以及档案NIR/FIR、cm连续谱、CO(3-2)和HI数据合并到分析中。结果如下:虽然整体[CII]形态遵循一般电离气体,但通道图显示多个气泡状结构,尺寸约为80-100”(约1.0-1.28pc)。虽然它们中的至少一个可能是由该区域的主要激发源驱动的单个反馈气泡,但其他气泡形态也可能是由于HII区域的固有多孔结构。对10 km s^{-1}附近膨胀速度的分析表明,热膨胀是不够的,但需要来自中央O型星的风驱动。最蓝移的[CII]组分几乎没有任何分子或原子对应物。在与分子云的界面处,我们发现了一个典型的光子主导区(PDR)。电离的,原子和分子的碳显示在这个PDR的层状结构。PDR中的碳主要是其电离形式,原子质量和分子质量分别为~0.45+-0.1 M_{\odot}和~1.2+-0.1 M_{\odot},而电离碳的范围为3.6-9.7 M_{\odot}。结论:NGC 7538 HII区域呈现出一组不同的子结构,这些子结构彼此相互作用,并…
2022-01-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Velocity resolved [CII], [CI], and CO observations of the N159 star-forming region in the Large Magellanic Cloud: a complex velocity structure and variation of the column densities
[CII] 158 μ m线是恒星形成活动区的主要冷却线之一。通常假设cloudical紫外线穿透云模型预测的[CII]线轮廓类似的CO。然而,最近的光谱分辨观测表明,它们往往是非常不同的,表明一个更复杂的起源线发射,包括源区的动态。我们的研究目的是通过分离发射线的空间和光谱来源来研究大麦云(LMC)中恒星形成ISM的物理性质。本文主要讨论了大麦哲伦星云N159恒星形成区的光谱特征、发射线的来源以及含碳物质的位相。我们用SOFIA上的GREAT在[CII] 158 μ m和[NII] 205 μ m中绘制了N159的4 'x(3-4)'区域,用APEX在CO(3-2),(4-3),(6-5),1 - 3CO(3-2)和[CI] 3 P1 - 3 P0和3 P2 - 3 P1中绘制了区域。观察到的所有跃迁的发射显示出在整个地图上和不同物种之间的线轮廓的很大变化。在大多数位置处,[CII]发射谱线轮廓显著宽于CO和[Cl]的发射谱线轮廓。我们估计的分数的[CII]积分线发射,不能拟合的CO线的轮廓是20%-50%。我们推导出C+,C,和CO的相对贡献的列密度在每个速度箱。C+的贡献主要分布在远离稠密分子气体的速度区域以及N159 W和E的CO核之间的区域。我们估计电离气体对[CII]发射的贡献,使用[NII]发射的比率在其峰值位置< 19%到[CII]发射,并且在整个观察区域<15%。…
2015-06-05 astro-ph.GA
[CII] absorption and emission in the diffuse interstellar medium across the Galactic Plane
电离碳是中性扩散星际介质中碳的主要气相储存体,其158微米精细结构转变[CII]是扩散星际介质(ISM)最重要的冷却线。我们结合[CII]吸收和发射光谱,以获得在ISM的不同阶段的物理条件的更好的理解。我们提出了高分辨率[CII]光谱获得的Herschel/HIFI仪器对明亮的尘埃连续源区域在银河系平面,同时探测扩散气体沿视线和背景的高质量恒星形成区域。这些数据的补充观察原子碳的492和809 GHz的精细结构线和中等光谱分辨率的光谱图的精细结构线的原子氧在63和145微米与Herschel/PACS。我们表明,前景吸收的存在下,可以完全取消从背景源中的中等光谱分辨率的数据和高光谱分辨率的光谱,需要解释的[CII]和[OI]发射和[CII]/FIR比的发射。这种现象可以解释部分的[CII]/FIR赤字看到外部发光红外星系。扩散气体中的C+和C激发与平均TK ~100 K的中值压力5900 Kcm-3一致。气体密度的知识使我们能够确定沿着选定的视线吸收气体的填充因子:中值为2.4%,与CNM特性非常一致。平均激发温度被用来推导出银河系平面内C+的平均冷却:9.5 x 10^{-26} erg/s/H。沿着观测的视线,气相碳丰度并没有表现出作为银河系中心半径的函数的强梯度,并且具有C/H = 1.5 +/- 0.4 x 10^{-4}的加权平均值。
2014-10-17 astro-ph.GA
Multi-Phase ISM in the z = 5.7 Hyperluminous Starburst SPT0346-52
SPT 0346 -52(z=5.7)是南极望远镜发现的恒星形成最强烈的星系,Sigma_SFR约为4200 Msol yr^-1 kpc^-2。在本文中,我们扩展了以前的空间分辨研究,使用ALMA观测的尘埃连续体,[NII]205微米,[CII]158微米,[OI]146微米,和未检测到的[NII]122微米和[OI]63微米的排放,研究多相星际介质(ISM)在SPT 0346 -52。我们使用像素化的,基于分辨率的透镜建模来重建源平面发射。我们还使用光电离程序CLOUDY模拟了源面发射,并发现了一个超太阳金属丰度系统。我们计算T_dust = 48.3 K和lambda_peak = 80微米,并在所有五条线中看到线缺陷。电离气体的密度低于可比星系,n_e < 32 cm^-3,而[CII]158的发射约有20%来自ISM的电离相。我们还计算了ISM的几个阶段的质量。我们发现,在SPT 0346 -52中,分子气体占ISM的质量的主导地位,分子气体质量比中性原子气体质量高约4倍,比电离气体质量高约100倍。
2022-03-26 astro-ph.GA
SHINING, A Survey of Far Infrared Lines in Nearby Galaxies. II: Line-Deficit Models, AGN impact, [CII]-SFR Scaling Relations, and Mass-Metallicity Relation in (U)LIRGS
SHINING调查(论文I; Herrera-Camus等人2018)提供了一个很好的机会来研究星系的电离和中性介质的性质,从原型星暴和活动星系核(AGN)到严重遮蔽的物体。基于Herschel/PACS对主要远红外精细结构谱线的观测,分析了星系中谱线亏损的物理机制、亮红外星系(LIRGs)与质量-金属丰度关系的表观偏移以及[CII] 158 $μ$ m谱线发射与恒星形成率(SFR)的标度关系.基于一个玩具模型和云代码,我们得出结论,电离参数与FIR表面亮度的增加可以解释所观察到的线,FIR连续比的星系减少。在[CII]线的情况下,电离参数的增加伴随着光电加热效率的降低,并且随着星系变得更加紧凑和明亮,线无法跟踪FUV辐射场的增加。在活动星系核的中心$\sim$千秒差距区域,我们观察到[OI] 63 $μ$ m/[CII]线比的显著增加;活动星系核对线-FIR比的影响在全球尺度上逐渐减弱。基于对LIRGs的反射不敏感的金属丰度测量,我们确认它们低于质量-金属丰度关系,但偏移量小于使用基于光学的金属丰度的研究中报道的偏移量。最后,我们提出了[CII]发射和SFR的背景下,恒星形成星系的主要序列之间的标度关系。
2018-03-12 astro-ph.GA
The Herschel M33 extended survey (HerM33es): PACS spectroscopy of the star forming region BCLMP 302
背景:[CII]在158微米处的发射线是星系中星际介质(ISM)最强的冷却线之一。目的:解开不同ISM阶段对[CII]发射的相对贡献,是HerM 33 es计划的一个主要课题,这是一个赫歇尔研究附近螺旋星系M33中ISM的关键项目。研究方法:使用PACS,我们已经映射了发射的[CII] 158微米,[OI] 63微米,和其他FIR线在2 'x2'区域的北旋臂的M33,集中在HII区域BCLMP 302。在H-α发射的峰值处,我们还观察到使用HIFI的速度分辨[CII]谱。我们使用散点图比较这些数据与PACS 160微米连续地图,并与CO和HI数据的地图,在一个共同的分辨率为12弧秒或50 pc。用斯皮策观测到的H-α和24微米发射的地图被用来估计SFR。我们已经创建了[CII]和[OI] 63微米发射的地图,并在各个位置检测到[NII] 122微米和NIII 57微米。结果:HIFI的[CII]线明显宽于CO,并有轻微的蓝移。此外,在标测区域上,PACS和CO观察到的[CII]之间几乎没有空间相关性。[CII]和HI追踪的原子气体之间的空间相关性甚至更小。将观测到的HII区的强度与光电离和光子主导区的模型进行了详细比较,证实了观测到的[CII]发射中有20- 30%来自电离气体,而不是来自分子云。使用[CII]和TIR之间的比率作为代理的气体加热效率在0.07和1.5%之间变化,在…
2011-06-27 astro-ph.GA
GREAT [CII] and CO observations of the BD+40°4124 region
BD+40 \degree 4124区域是用德国外差仪器GREAT在SOFIA上CO J = 13 \rightarrow 12和[CII]上以高角度和光谱分辨率观测到的。这些观测结果表明,在围绕年轻赫比格Ae/Be恒星BD+40 \degree 4124的反射星云中,[CII]发射非常强烈。星云上的带状图显示[CII]发射与光学星云近似一致。最强的[CII]发射集中在B2恒星上,深光谱显示它有微弱的翅膀,这表明电离气体正在膨胀。在BD+40 \degree 4124位置还观测到微弱的CO J = 13 \rightarrow 12,表明该恒星可能仍被吸积盘所包围,并在V1318 Cyg方向观测到[CII]发射和强的CO J = 13 \rightarrow 12。这里的[CII]发射比BD+40 \degree 4124中的发射要微弱,并且似乎来自外流,因为它显示出在系统速度下具有非常少的发射的红色和蓝色机翼,其中CO发射相当强。因此,在宽ISO光束中,[CII]发射似乎是由环绕BD+40 \degree 4124的反射星云所主导,而高J CO谱线则来自邻近的更年轻、嵌入更深的双星系统V1318 Cyg。
2012-03-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
First detection of the [CII] 158 micron line in the intermediate-velocity cloud Draco
首次在中等速度云 Draco 中探测到 [CII] 158 微米线,发现激波加热气体导致 CII 发射,而 UV 微弱低密度区域需动态过程激发 CII。
2024-04-24 astro-ph.GA
High Spectral and Spatial Resolution Observations of the PDR Emission in the NGC2023 Reflection Nebula with SOFIA and APEX
我们用SOFIA上的外差接收机GREAT在[CII]和CO(11- 10)中绘制了NGC 2023反射星云的图,用智利的APEX在13 CO(3- 2)、CO(3- 2)、CO(4- 3)、CO(6- 5)和CO(7- 6)中获得了稍小的图。我们使用这些数据来探测的形态,运动学和物理条件的C II区域,这是电离的FUV辐射从B2星HD 37903。[CII]发射跟踪一个椭球壳状区域,位置角约为-50度,并被热分子壳包围。在东南部,C II区域扩展成一个密集的,clusive的分子云脊,我们看到窄而强的线发射来自高J CO线,这来自一个薄的,热的分子壳周围的[CII]发射。[CII]线较宽,显示光蒸发气体流入CII区。根据[13 CII] F=2--1线的强度,[CII]线在星云的大部分区域看起来有些光学厚度,光学厚度只有几个。我们使用RADEX和简单的PDR模型模拟周围的分子云和PDR发射的物理条件。根据RADEX模拟结果推断,发射CO的PDR壳层的温度约为90 ~ 120 K,密度为10^5 ~ 10^6 cm^-3。我们的PDR模型表明,[CII]发射占主导地位的PDR层的密度略低,为10^4到10^5 cm^-3的几倍
2015-04-14 astro-ph.GA
[CII] line intensity mapping the epoch of reionization with the Prime-Cam on FYST II. CO foreground masking based on an external catalog
本文利用IllustrisTNG300模拟和外部Euclid类星表,系统评估了FYST LIM巡天中CO前景发射对再电离时期[CII]功率谱的污染,并确定了各频段的最佳掩膜深度及探测前景。
2024-10-22 astro-ph.GA
Origin(s) of the Highly Ionized High-Velocity Clouds Based on Their Distances
以前的HST和FUSE观测已经揭示了高度电离的高速云(HVC)或更普遍的低HI柱HVC沿着银河系外的视线超过70-90%的天空。这些HVC的距离在很大程度上仍然是未知的,这阻碍了区分“银河系”起源(例如,流出,流入)从“本地组”来源(例如,暖热星系际介质)。本文首次在银河系外围14.9kpc的早型恒星HS 1914 +7134(l = 103,b=+24)的宇宙起源摄谱仪(COS)光谱中探测到高电离态HVC。在几个物种中,包括CIV,SiIV,SiIII,CII,SiII,OI,在vLSR = -118和-180 km/s的吸收中检测到两个HVC,但HI 21-cm发射仅在-118 \km处观察到。在HS 1914 +7134的17度范围内,我们发现HVC对低离子和高离子的吸收速度接近5条河外视线,这表明这些HVC是相关的。-118 km/s的分量可能与银河系的外臂有关。在-180 km/s的高度电离的HVC是一个HVC以高速坠入银河系厚盘。这是第二次探测到高度电离的HVC朝向银河系恒星,至少支持其中一些云的“银河系”起源。
2009-11-13 astro-ph.GA
Molecular clouds photoevaporation and FIR line emission
为了改进对巨分子云远红外线辐射的预测,研究了远紫外和极紫外电离光蒸发对巨分子云结构的影响.我们考虑三种不同的GMC的质量范围$M_{\rm GMC} = 10^{3-6}\,\rm{M_{\odot}}$。我们的模型包括:(i)一个基于观测的非均匀GMC密度场,以及(ii)它在PE过程中的时间演化。在基准情况下($M_{\rm GMC}\approx10^5 M_{\odot}$),气体金属丰度$Z=0.05-1\,\rm Z_{\odot}$的光蒸发时间($t_{pe}$)分别从1百万年增加到30百万年。接下来,我们计算了追踪GMC的中性和电离气体层的关键FIR线的随时间变化的光度,([CII]在$158\,\rm{μm}$,[OIII]在$88\,\rm μm$)作为$G_0$和$Z$的函数,直到在$t_{pe}$完全光蒸发。我们发现,具体的[CII]光度几乎是独立的GMC模型内的云的生存时间。较强的FUV通量产生较高的[CII]和[OIII]光度,但持续时间逐渐缩短。在$Z=Z_{\odot}$,$t<1\,\rm{Myr}$和$\log G_0\geq 3$的[CII]发射最大化(基准模型为$L_{\rm CII}\approx 10^4\,\rm{L_{\odot}}$)。值得注意的是,与Inoue等人(2016年)最近在红移$z\approx 7.2$的星系中发现的一致…
2017-01-19 astro-ph.GA
Characterizing the transition from diffuse atomic to dense molecular clouds in the Magellanic clouds with [CII], [CI], and CO
我们提出并分析了在大麦哲伦云和小麦哲伦云中对[CII] 158 um、[CI] 609 um和[CI] 370 um谱线的54条视线(LOS)的深Herschel/HIFI观测。这些观测结果被用来确定谱线发射气体的物理条件,我们利用谱线发射气体来研究从原子气体到分子气体以及从C^+到C^0再到CO在它们的低金属丰度环境中的跃迁。我们追踪了分子分数在0.1<f(H2)<1范围内的气体,介于通过UV吸收检测到的扩散H2气体中的分子分数(f(H2)<0.2)和氢基本上完全是分子的良好屏蔽区域之间。在LMC和SMC中,C^0和CO柱密度仅在分子分数f(H2)>0.45的区域可测量。电离碳是这种元素的主要气相形式,与分子气体相关,C^0和CO代表一小部分,这意味着我们样品中的大部分分子气体(LMC中89%,SMC中77%)是CO-暗H2。在我们的LMC和SMC样品中的平均X_CO转换因子大于通常在银河系中发现的值。当应用基于CO发射的填充因子的修正时,我们发现LMC和SMC中的X_CO值更接近于银河系中的值。在我们的样本中观察到的[CII]强度约占在两个麦哲伦云中观察到的LOS的总远红外强度的1%。
2017-04-12 astro-ph.GA
Expansion Signatures in 35 HII Regions traced by SOFIA [CII] Emission
基于SOFIA [CII] 158微米发射数据,分析35个HII区的膨胀特征,发现约34%表现出明显膨胀,平均速度约12.2 km/s,并区分了热压力与恒星风的驱动作用,为理解HII区反馈与演化提供观测约束。
2025-06-20 astro-ph.GA
Tracing Molecular Gas in z $\simeq$ 6 Galaxies with [C${\rm \scriptsize II}$]
通过分析11,125个$z\simeq 6$主序星星系的分子气体质量($M_{\rm mol}$)和[C ${\rm \scriptsize II}$ ]线光度($L_{\rm [CII]}$)之间的关系,我们研究了$158\,μ$ m处的精细结构[C ${\rm \scriptsize II}$]线作为分子气体示踪剂。虽然在我们的模拟中,大部分($\sim 50-100\,\%$)气体质量是电离的,但[C ${\rm \scriptsize II}$ ]发射的大部分($> 50\,\%$)来自分子相。我们发现一个次线性(斜率$0.78\pm 0.01$)的$\log L_{\rm [CII]}-\log M_{\rm mol}$关系,在$z \lesssim 6$的观测样本中更大的,富含金属的星系的线性关系。我们推导出中值[C ${\rm \scriptsize II}$ ]- $M_{\rm mol}$转换因子为$α_{\rm [CII]} \simeq 18\,{\rm M_{\rm \odot}/L_{\rm \odot}}$。这是低于平均值的$\simeq 30\,{\rm M_{\rm \odot}/L_{\rm \odot}}$来自观测,我们归因于较低的气相金属丰度在我们的模拟。因此,一个较低的,亮度依赖,转换因子时,必须适用于推断分子气体质量从[C ${\rm \s…
2022-03-10 astro-ph.GA
A study of extreme CIII]1908 & [OIII]88/[CII]157 emission in Pox 186: implications for JWST+ALMA (FUV+FIR) studies of distant galaxies
本研究通过多波段数据发现本地矮星系 Pox 186 具有类似再电离纪元星系的极端 UV 与 FIR 谱线特征,表明结合 FIR+UV 观测是揭示遥远星系奥秘的有效途径。
2023-06-30 astro-ph.GA