Interstellar filaments and star formation
最近用赫歇尔空间天文台在亚毫米波长上对银河系最近的恒星形成云进行的研究为我们提供了前所未有的恒星形成过程初始条件和早期阶段的图像。赫歇尔的图像揭示了每一个星际云中复杂的网状结构。这些暗条的宽度都非常相似--大约十分之一秒差距--但只有致密暗条含有星前核，即未来恒星的种子。赫歇尔的结果支持这样一种设想，即星际纤维和星前核代表了恒星形成过程中的两个关键步骤：首先，湍流搅动气体，在星际介质中形成普遍的网状结构，然后引力接管并控制纤维进一步分裂成星前核，最终形成原恒星。这一方案提供了新的见解恒星质量的起源和恒星形成效率的致密分子气体的星系。尽管有明显的复杂性，全球恒星的形成可能是由相对简单的普遍规律，从灯丝到星系尺度。
2017-10-03 astro-ph.GA
The Physical Characteristics of Interstellar Medium in NGC 3665 with Herschel Observations
利用Herschel空间天文台观测到的远红外测光和光谱数据，分析了邻近早型星系NGC 3665的星际介质的物理性质。光谱能量分布的拟合揭示了星系中的高尘埃含量，尘埃与恒星的质量比为$M_{\rm dust}$ / $M_\ast$ $\sim$ 1.1 $\times$ 10 $^{-4}$，几乎是当地S 0 + S 0a星系平均值的三倍。对于电离区（H~ \textsc{ii}区），基于[N~ \textsc{ii} ]\，122\，\mum /[N~ \textsc{ii}]\，205\，\mum \比值，电子密度（n $_e$）约为49.5 $\pm$ 11.9 cm $^{-3}$。对于光解离区域，加热效率在1.26 $\times$ 10 $^{-3}$和1.37 $\times$ 10 $^{-3}$的范围内，基于（[C~ \textsc{ii} $]+[$ O~ \textsc{i} ]\，63\，\mum）/ $L_{\rm TIR}$，略低于其他本星系;氢核密度和FUV辐射场强度分别为nPDMATHABMO 10 $^{4}$ cm $^{-3}$和GPDMATHABNA $\sim$ 10 $^{-0.25}$。上述结果与NGC 3665存在弱活动星系核和低水平的恒星形成活动相一致。我们的研究结果提供了强有力的支持“形态淬火”的情况下，一个紧凑的，大规模的凸起可…
2018-01-16 astro-ph.GA
Description of turbulent dynamics in the interstellar medium: Multifractal microcanonical analysis: II. Sparse filtering of Herschel observation maps and visualization of filamentary structures at different length scales
本文提出一种l^2-l^p型稀疏滤波与去卷积方法，用于Herschel观测图降噪及消除仪器波束效应，成功突显了分子云中的细微丝状结构，并利用模拟数据验证了去卷积质量。
2024-06-05 astro-ph.GA
The water abundance behind interstellar shocks: results from $Herschel$/PACS and $Spitzer$/IRS observations of H$_2$O, CO, and H$_2$
利用$Herschel$测量的远红外CO和H $_2$ O线辐射，结合$Spitzer$测量的中红外H $_2$转动辐射，研究了激波加热分子气体中水的丰度。我们目前获得的远红外线光谱与$Herschel$的PACS仪器范围光谱模式对两个位置的原恒星外流NGC 2071和一个位置的超新星遗迹W28和3C 391。这些光谱提供明确的检测，在一个或多个位置，12个旋转线的水，14个旋转线的CO，8个旋转线的OH（4 λ双峰），和7个精细结构的原子或原子离子的过渡。我们首先使用了一个同时适合CO线通量，随着H $_2$旋转线通量先前测量的$Spitzer$，以约束温度和密度分布内的排放气体，然后我们调查了所观察到的H $_2$ O线通量所暗示的水的丰度。水线通量与非离解激波的标准理论模型符合得很好，该模型预测了在速度为$v \sim 25$ km/s的激波中颗粒地幔的完全汽化，在此速度之后，特征气体温度为$\sim 1300$ K，H $_2$ O/CO比为1.2
2013-12-23 astro-ph.GA
Herschel observations of interstellar chloronium
使用赫歇尔空间天文台的远红外外差仪器（HIFI），我们已经观察到对氯离子（H2 Cl+）朝向银河系中的六个源。我们在前景分子云中探测到了星际氯离子吸收，这些分子云沿着明亮的亚毫米波连续源Sgr A（+50 km/s云）和W31 C的视线。通过分别在485.42和484.23 GHz的静止频率下观察它们的1（11）-0（00）跃迁，检测到对-H2 - 35 Cl+和对-H2 - 37 Cl+同位素体。对于假定的邻对位比为3，观察到的光学深度意味着氯占气相中氯核的~ 4 - 12%。我们检测到星际氯离子发射从两个来源在猎户座分子云1：猎户座酒吧光解离区和猎户座南凝聚。假设氯离子的邻对比为3，观测到的发射线通量意味着这两个源中氯离子的总束平均柱密度分别为~ 2.0E+13 cm-2和~ 1.2E+13 cm-2。我们获得了猎户座分子云中H2峰1和大质量年轻恒星AFGL 2591的para-H2- 35 Cl+线强度的上限。在这项研究中推断的氯丰度通常比含氯星际分子化学的稳态理论模型预测的至少大10倍。对这种差异的几种解释进行了研究，但没有一种被证明是令人满意的，因此观察到的大量氯元素仍然令人困惑。
2012-01-13 astro-ph.GA
Herschel-SPIRE observations of the Polaris flare : structure of the diffuse interstellar medium at the sub-parsec scale
我们提出了一个功率谱分析的Herschel-SPIRE观测的北极星耀斑，高银河系纬度卷云中间的扩散和分子阶段。北极星耀斑的SPIRE图像第一次揭示了10平方度区域内弥漫的星际介质的结构，下降到0.01秒差距。这些特殊的观测突出了星际介质的高度分散和聚集结构，即使在地图的扩散区域也是如此。功率谱分析表明，星际介质的结构在30 ° ~ 8 °的所有尺度上都可用指数为-2.7 +-0.1的单一幂律来描述。尘埃发射的功率谱斜率在SPIRE角分辨率下是恒定的，这表明湍流的惯性范围延伸到0.01 pc尺度。功率谱分析还允许在亚弧分尺度上识别泊松分量，这与SPIRE波长下宇宙红外背景水平的预测一致。最后，比较SPIRE和IRAS 100微米数据的北极星耀斑清楚地评估了SPIRE的能力，在映射大面积的扩散发射。
2010-05-19 astro-ph.GA
Herschel observations of gamma-ray burst host galaxies: implications for the topology of the dusty interstellar medium
长持续时间的伽马射线暴（GRB）与恒星的形成有着无可争议的联系，它们在伽玛射线中的巨大亮度可以精确地指出恒星形成的区域，而与星系的质量无关。因此，伽玛暴提供了一个独特的工具，研究恒星形成星系的高z独立的光度。我们对GRB宿主（GRBHs）性质的大部分了解来自光学和近红外（NIR）后续观测，因此我们对GRBHs中尘埃覆盖的恒星形成的部分了解相对较少。目前，约20%的伽玛暴显示出沿着通过宿主星系的余辉的视线存在大量尘埃的证据，这些伽玛暴倾向于居住在比具有光学明亮余辉的伽玛暴更红和更大质量的星系中。在本文中，我们提出了赫歇尔观测的五个GRBH的证据是灰尘丰富，有针对性地了解灰尘的伽玛暴内的衰减特性更好。尽管我们的赫歇尔观测很敏感，但在我们的样本中只有一个星系被探测到（GRBH 070306），我们测量的总恒星形成率（SFR）约为100 Mstar/yr，并且具有相对较高的恒星质量（log[Mstar]=10.34+0.09/-0.04）。然而，当考虑到用赫歇尔观测到的更大样本的GRBH时，很明显恒星质量不是影响赫歇尔探测的唯一因素，沿着GRB视线的显著尘埃消光（A_{V,GRB} >1.5等）似乎是具有高尘埃质量的GRBH的更好的示踪剂。这表明，沿伽玛暴视线的熄灭尘埃主要位于主星系ISM内，因此，那些A_{V,GRB} >1等但没有检测到主星系赫歇尔的伽玛暴很可能主要是被中间致密云内的尘…
2014-08-21 astro-ph.GA
Nitrogen hydrides in interstellar gas: Herschel/HIFI observations towards G10.6-0.4 (W31C)
Herschel空间天文台上的HIFI仪器已被用于沿朝向G10.6-0.4的视线观测星际氮同位素，以提高我们对氮的星际化学的理解。我们报告了NH N=1-0，J=2-1和邻位NH 2 1_1，1 - 0_0，0中吸收的观测结果。我们还观察到邻位NH_31_0 -0_0和2_0-1_0，对位NH_32_1 -1_1，但未能成功地寻找NH+。所有的探测结果都显示出与热核源本身直接相关的发射和吸收，以及前景物质在很宽的速度范围内的吸收。所有的光谱显示出相似的，不饱和的，吸收功能，我们归因于扩散分子气体。在11-54公里/秒的速度范围内的总柱密度的估计。相似的剖面表明，相对于氢，氢的丰度相当均匀，NH、NH 2和NH3的丰度分别约为6*10^-9、3* 10^-9和3*10^-9。这些丰富的讨论与参考模型的气相和表面化学。
2010-07-15 astro-ph.GA
Herschel/HIFI observations of interstellar OH+ and H2O+ towards W49N: a probe of diffuse clouds with a small molecular fraction
我们报告的吸收检测星际羟基阳离子和水的阳离子，沿视线明亮的连续光源W 49 N。我们用Herschel的HIFI仪器，在双光束开关模式下，观测了972 GHz的OH ~+的N = 1 - 0跃迁和1115 GHz的ortho-H_2 O ~+的1（11）- 0（00）跃迁。由此产生的光谱显示邻-H2O+的吸收，和强烈的吸收OH+，在前景材料在0至70公里/秒的范围内的速度相对于当地标准的休息。推断的OH+/H2O+丰度比范围从~ 3到~ 15，这意味着观测到的OH+出现在小分子云中，在2 - 8%的范围内。OH+和H2O+在多普勒速度空间中的分布证实了这一结论，这与通过21 cm吸收测量观察到的原子氢的分布相似，而与其他分子示踪剂的典型分布不同。观测到的OH+/H丰度比只有几个E-8，这表明氢原子的宇宙射线电离率为（0.6 - 2.4）E-16 s-1，与之前通过观测星际H3+和其他物质推断出的银河系盘中弥漫云的估计值吻合得很好。
2010-07-06 astro-ph.GA
Herschel observations of interstellar chloronium. II - Detections toward G29.96-0.02, W49N, W51, and W3(OH), and determinations of the ortho-to-para and $^{35}$Cl/$^{37}$Cl isotopic ratios
我们报告额外的检测氯分子离子，H $_2$ Cl $^+$，对四个明亮的亚毫米连续光源：G29.96，W 49 N，W51，和W3（OH）。利用Herschel空间天文台的HIFI仪器，我们观测到ortho-H $_2^{35}$ Cl $^+$在781.627 GHz处的$2_{12}-1_{01}$跃迁。大部分检测到的吸收出现在弥漫的前景云，是无关的背景连续源，其中我们的最佳估计的$N({\rm H_2Cl^+})/N({\rm H})$比位于$(0.9 - 4.8) \times 10^{-9}$的范围内。这些氯元素相对于氢原子的丰度可以超过目前天体化学模型的预测高达5倍。对W_（49）N，我们还探测到邻位-H $_2^{37}$ Cl $^+$在780.053 GHz的$2_{12}-1_{01}$跃迁和对位-H $_2^{35}$ Cl $^+$在485.418 GHz的$1_{11}-0_{00}$跃迁。这些观测结果表明，$\rm H_2^{35}Cl^+/H_2^{37}Cl^+$柱密度比与太阳系$^{35}$ Cl/ $^{37}$ Cl同位素比为3.1一致，而氯的邻对位比与自旋统计权重比3一致。
2015-05-04 astro-ph.GA
Evolution of dust in the Orion Bar with Herschel: I. Radiative transfer modelling
星际尘埃是我们理解星际介质和恒星形成的关键因素。尘埃种群随激发和物理条件的演化方式是理解星际尘埃演化的第一步。在星际尘埃演化的Herschel关键计划框架内，我们获得了各种光解区的PACS和SPIRE光谱观测，以证实这一演化。本文的目的是追踪猎户座酒吧的光解离区域的尘埃颗粒的演变。我们使用Herschel/PACS（70和160 MIC）和SPIRE（250，350和500 MIC）与斯皮策/IRAC观测一起绘制整个酒吧的尘埃种群的空间分布。亮度配置文件使用DustEM模型与辐射转移代码耦合建模。多亏了Herschel，我们能够以5.6”到35.1”的分辨率精细地探测猎户座棒致密部分的尘埃排放。这些新的观测结果使我们能够推断出在不同位置的酒吧，这揭示了从\sim 80 K到40 K的梯度，再加上从电离前沿的光谱发射率指数的增加的最大颗粒的温度。结合斯皮策/IRAC的观测，这是敏感的尘埃排放从表面，与赫歇尔地图，我们已经能够测量猎户座酒吧从3.6至500 mic的排放。我们发现在不同的尘埃成分中存在一个分层现象，这种分层现象可以用一个简单的辐射转移模型定量地再现，而不需要尘埃的演化。然而，需要包括尘埃演化来解释每个波段的亮度。多环芳烃丰度变化，或多环芳烃丰度变化的组合与发射率的最大颗粒由于凝结增强给出了良好的结果。
2012-02-08 astro-ph.GA
Upper limits to interstellar NH+ and para-NH2- abundances. Herschel-HIFI observations towards Sgr B2 (M) and G10.6-0.4 (W31C)
随着赫歇尔空间天文台最近的结果，对星际氮化学的理解有了显著的提高。为了设置更好的约束条件，我们在这里报告了使用Herschel-HIFI对^2Pi_1/2下自旋梯的NH+基态转动跃迁J=1.5-0.5的深度搜索，在1013和1019 GHz处具有精细结构跃迁，以及在934 GHz处朝向Sgr B2（M）和G10.6-0.4的对-NH 2 - 1_1，1 - 0_0，0转动跃迁。未明确检测到NH+，在Sgr B2（M）和G10.6-0.4中推导出的上限分别为<2*10^-12和<7*10^-13。由于1013 GHz跃迁距离CH 2NH线仅-2.5 km/s（在Sgr B2（M）中的吸收中可见），并且1019 GHz跃迁中的超精细结构分量分布在134 km/s上，因此搜索变得复杂。NH_2-离子在G10.6-0.4方向上的跃迁是无效的，而对NH_2 - 1_1，1 - 0_0，0的跃迁是以19 km/s的速度向Sgr B_2（M）方向的。假设吸收发生在标称源速度为+64 km/s时，则剩余频率为933.996 GHz，与我们的估计值偏移141 MHz。以这一特征作为上限，我们发现N（p-NH 2-）<4*10^11 cm^-2。扩散视线气体中两种物质的上限均小于NH、NH 2和NH3对两种来源测得值的0.1 - 2%。化学建模预测NH+丰度比我们目前的上限低几倍，在扩散气体和典型的S…
2014-07-07 astro-ph.GA
Anomalous Diffuse Interstellar Bands in the Spectrum of Herschel 36. II. Analysis of Radiatively Excited CH+, CH, and DIBs
本文分析了CH ~+在J=1激发转动能级上的A^1Pi <- X^1Sigma跃迁和在J=3/2激发精细结构能级上的A^2Delta <- X^2Pi跃迁的Herschel 36吸收谱。这些激发能级分别比它们的基态能级高40.1 K和~25.7 K，表明环境的辐射温度很高，分别为14.6 K和6.7 K。高辐射温度的影响在一些朝向Her 36观测到的弥漫星际带（DIB）中更为壮观;观察到显着的红色延伸尾（ETR）。我们解释这些ETR是由于一个小的旋转常数减少后，激发激发电子态的激发。随着大量高J旋转能级的辐射泵浦，这导致了ETR。为了定量地研究这种效应，我们已经开发了一个模型计算，其中碰撞和辐射的影响被同时处理。线性分子的最简单的情况被认为是。当转动常数β =（B '-B）/B的变化率足够高（3-5%）和辐射温度高（T_r > 50 K）时，ETR是再现的。虽然一般分子的建模超出了本文的范围，但结果表明，在5780.5、5797.1和6613.6 A处的原型DIB显示出明显的ETR，这是由于极性分子对辐射激发敏感。高β的要求有利于具有3-6个重原子的相对小的分子。未显示明显ETR的5849.8、6196.0和6379.3 A处的DIB可能是由于非极性分子或具有小β的大极性分子。
2014-08-01 astro-ph.GA
Herschel/HIFI observations of a new interstellar water maser: the 5(32)-4(41) transition at 620.701 GHz
使用赫歇尔空间天文台的远红外外差仪器（HIFI），我们对猎户座Kleinmann-Low星云周围大约1.5 x 1.5弧分区域内的620.701 GHz 5（32）-4（41）邻-H2O跃迁进行了测绘观测，并指出了对猎户座南凝聚和W 49 N区域的高质量恒星形成的过渡观测。使用Effelsberg 100米射电望远镜，我们获得了22.23508 GHz 6（16）-5（23）水脉泽跃迁的辅助观测;在Orion-KL的情况下，621 GHz和22 GHz的观测是在10天内完成的。621 GHz的水线发射显示出明显的证据，强脉泽放大在所有三个来源，表现出窄（约1公里/秒的半高宽）的发射功能，是一致的（运动学和/或空间）与观察到的22 GHz的功能。此外，在W 49 N的情况下-在跨越两年的三个时期进行了观测-光谱表现出可变性。所观察到的621 GHz/22 GHz的线比是一致的脉泽泵浦模型，其中粒子数反转产生的碰撞激发和自发辐射衰减的综合效应，推断的物理条件可以不可避免地出现在气体加热的解离或非解离冲击。碰撞激发模型还预言22 GHz粒子数反转在比621 GHz跃迁更高的密度下将被猝灭，这为22 GHz脉泽发射似乎是621 GHz脉泽发射的必要但不充分条件这一观测事实提供了一个自然的解释。
2013-04-03 astro-ph.GA
Description of turbulent dynamics in the interstellar medium: multifractal/microcanonical analysis I. Application to Herschel observations of the Musca filament
对星际介质（ISM）的观测显示出复杂的密度和速度结构，这部分归因于湍流。在这里，我们提出了一个自我包含的介绍的多重分形形式主义的微正则版本，使我们能够第一次计算精确的湍流特征参数从一个单一的观测图，而不需要平均在一个盛大的统计观测合奏。我们专注于研究250 μ m的Musca细丝的赫歇尔地图，并利用MHD模拟。我们发现一个明确的签名的乘法级联Musca的惯性范围从0.05到0.65 pc。我们表明，所提出的微正则方法提供了奇异谱，这是真正的尺度不变，需要验证任何方法来分析多重分形。所获得的，第一次足够精确，Musca的奇异谱显然不是对称的，通常观察到的对数正态行为。我们声称，ISM对Musca功能更多的是一个对数泊松形状的奇异谱。由于log-Poisson行为声称存在时，耗散是更强的罕见事件在湍流中的更均匀的（在体积和时间）耗散事件，我们认为，这种偏离对数正态性可以跟踪增强耗散罕见事件在小尺度上，这可以解释或至少是一致的Musca占主导地位的对流结构。此外，我们发现子区域Musca往往表现出不同的多重分形特性。它强烈表明，不同类型的动力学存在于苍蝇云内部。只有在消除噪声特征之后，子区域之间的这些差异才会出现，这些噪声特征具有使观测图“对数归一化”的趋势。我们的研究建立了基本的工具，将应用于其他星系云和模拟在未来的研究。
2020-11-08 astro-ph.GA
Nitrogen hydrides in interstellar gas II. Analysis of Herschel/HIFI observations towards W49N and G10.6-0.4 (W31C)
我们使用Herschel-HIFI仪器沿视线向W 49 N和G10.6-0.4观测了星际氮的扩散，以阐明扩散气体中含氮物质的产生途径。所有的探测结果都显示了前景物质在很宽的速度范围内的吸收，以及与热核源本身直接相关的吸收。与先前发表的对G10.6-0.4的观测结果一样，对W 49 N的NH、NH 2和NH3光谱显示出惊人相似的非饱和吸收特征。我们将前景物质对W 49 N的吸收分解为不同的速度分量，以研究速度分量之间的相对丰度是否变化，此外，我们以相同的方式重新分析了对G10.6-0.4的吸收线。丰度，相对于分子氢，在每个速度分量估计使用CH。分析指出，共存的扩散或半透明的星际气体与高分子分数的氮bridges。对这两个来源，我们发现，NH总是至少丰富的o-NH 2和o-NH3，在鲜明的对比，以前的结果为乌云。我们发现相对恒定的N（NH）/N（o-NH3）和N（o-NH 2）/N（o-NH3）比值，W 49 N的平均值分别为3.2和1.9，G10.6-0.4的平均值分别为5.4和2.2。两种来源的o-NH3平均丰度约为2x 10 ^-9。氮的丰度也显示出与CN和HNC对两种来源的线性相关性，与CH的相关性较弱。NH+丰度的上限表明柱密度< 2 - 14%的N（NH）。在两种来源中发现氨邻位与对位比率的值令人惊讶地低，约0.5 - 0.7 +-0.1。这一结果无法用当前的模型来解释，因…
2012-08-21 astro-ph.GA
Strong absorption by interstellar hydrogen fluoride: Herschel/HIFI observations of the sight-line to G10.6-0.4 (W31C)
本文报道了在亚毫米波连续谱源G10.6-0.4（W31 C）的视线上探测到星际氟化氢的强吸收。我们用Herschel的HIFI仪器，在双波束切换模式下，观测了5a波段接收机上边带1232.4763GHz J=1-0 HF跃迁。所得光谱显示G10.6-0.4在LSR速度为-10至-3 km/s范围内的弱HF发射，伴随着在LSR速度为15至50 km/s范围内的前景物质的强吸收。该光谱与对位水的1113.3430 GHz 1（11）-0（00）跃迁的光谱相似，尽管在某些频率下HF（氟化氢）光学深度明显超过对位水的光学深度。我们观察到的光学厚度的HF吸收将沿着G10.6-0.4的视线的HF柱密度的保守下限设置为1.6E+14 cm-2。我们对HF丰度的下限，6 E-9相对于氢核，意味着氟化氢占气相中氟核的~ 30%和100%之间。这一观察证实了理论预测，因为氟的独特热化学允许F原子与分子氢的放热反应，HF将在广泛的条件下成为星际氟的主要储存库。
2010-05-17 astro-ph.GA
The first results from the Herschel-HIFI mission
本文概述了欧空局赫歇尔空间天文台机载HIFI仪器头几年的观测结果。本文首先概述了远红外和亚毫米天文学的目标和可能性，地球大气层的局限性，以及赫歇尔-HIFI任务的科学范围。该任务的科学成果介绍遵循星系中气体的生命周期，分为五个主题：星际介质的结构，星际化学的第一步，恒星和行星的形成，太阳系的结果和演变的恒星包络。HIFI观测描绘了一幅星系中星际介质具有混合结构而不是分层结构的图像;同样的结论可能适用于原行星盘。此外，HIFI数据显示，彗星和小行星与行星和卫星之间的物质交换起着重要作用。本文最后展望了未来的仪器在远红外和亚毫米波长范围。
2012-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Herschel and CARMA view of CO and [C II] in Hickson Compact groups
通过赫歇尔空间天文台的观测，以及灵敏的毫米干涉仪时代的到来，使天文学家能够以前所未有的灵敏度探测大量星系中的冷尘埃和冷星际介质，彻底改变了对星系从恒星形成的蓝色云到静止的红色序列的演化的理解。最近的H2明亮的希克森致密星系群（HCGs）的赫歇尔观测表明，[CII]可能会在扩散激波气体中增强。CARMA CO（1-0）对这些[CII]亮HCG的观测表明，这些湍流系统也可以显示SF的抑制。在这里，我们提出了Herschel和CARMA的HCG观测的初步结果，以及它们的[CII]和CO（1-0）性质，以讨论冲击如何影响星系跃迁和恒星形成。
2014-09-22 astro-ph.GA
Herschel/HIFI discovery of interstellar chloronium (H$_2$Cl$^+$)
我们报告了使用\emph{Herschel}空间天文台上的HIFI仪器在星际介质中首次检测到氯离子H $_2$ Cl $^+$。在对NGC~ 6334 I的吸收中检测到邻位-H $_2^{35}$ Cl $^+$和邻位-H $_2^{37}$ Cl $^+$的$2_{12}-1_{01}$谱线，并且在对NGC~ 6334 I和Sgr~B2（S）的吸收中检测到对位-H $_2^{35}$ Cl $^+$的$1_{11}-0_{00}$跃迁。将H $_2$ Cl $^+$柱密度与化学相关物质HCl的柱密度进行比较。导出的HCl/H $_2$ Cl $^+$柱密度比，$\sim$ 1- 10，在扩散和密集光子主导区（PDR）模型预测的范围内。然而，超过$10^{13}$ ~cm $^{-2}$的观测到的H $_2$ C1 $^+$柱密度显著高于模型预测。我们的观测结果表明，HIFI在探测新的星际分子和为天体化学模型提供关键约束方面具有出色的光谱能力。
2010-07-08 astro-ph.GA
A Herschel PACS and SPIRE study of the dust content of the Cassiopeia A supernova remnant
利用3.5米赫歇尔空间天文台的PACS和SPIRE仪器，在70 - 500 μ m的六个波段上获得了Cas A的成像测光，角分辨率为6 - 37”。在残余物的外部区域，70微米PACS图像类似于24微米图像斯皮策图像，其发射归因于位于反向激波区域的相同的暖尘埃成分。在较长的波长下，这三个SPIRE波段越来越多地由冷星际尘埃结和细丝的发射所主导，特别是在残骸的中部，西部和南部。遗迹北部的非热辐射在500 μ m处变得突出。我们已经估计并减去了非热的、温暖的尘埃和寒冷的星际尘埃成分的贡献。我们确认和解决的第一次冷（~35 K）的尘埃成分，发射在70-160微米，位于内部的反向冲击区，估计质量为0.075 Msun。
2010-05-15 astro-ph.GA
The dust mass in Cassiopeia A from a spatially resolved Herschel analysis
理论模型预测，核心坍缩超新星（CCSNe）可能是有效的尘埃制造者（0.1-1.0 Msun），可能是早期宇宙中大部分尘埃产生的原因。然而，这种粉尘产生效率的观测证据目前仅限于少数CCSN残留物（例如，SN 1987 A，蟹状星云）。在本文中，我们重新审视仙后座A（Cas A），一个330岁的富含O的银河系超新星遗迹（SNR）嵌入在一个密集的星际前景和背景中产生的尘埃质量。我们提出了第一个空间分辨分析的基础上，斯皮策和赫歇尔红外和亚毫米数据在一个共同的分辨率为~0.6弧分，这5弧分直径残留污染线发射和同步辐射仔细去除。我们用四组分星际介质和超新星尘埃模型拟合了17 ~ 500微米的尘埃连续体。我们在Cas A未受冲击的喷出物中发现了冷尘埃的浓度，并推导出SNR中新鲜产生的硅酸盐颗粒的质量为0.3-0.5兆太阳能，下限>=0.1-0.2兆太阳能。对于50%的硅酸盐型颗粒和50%的碳质颗粒的混合物，我们推导出总SN尘埃质量之间的0.4 Msun和0.6 Msun。这些尘埃质量的估计值高于大多数以前对Cas A的研究，并支持超新星主导的高红移尘埃产生的情景。我们还导出了Cas A附近的星际消光图，其平均值为A_V=6-8等，最大值为A_V=15等。
2017-01-08 astro-ph.GA
Are Stellar Embryos in Perseus Radio-Synchrotron Emitters? Statistical data analysis with Herschel and LOFAR paving the way for the SKA
本研究首次统计分析英仙座分子云恒星胚胎的射电同步辐射，用LOFAR探测未发现显著信号，给出磁场强度上限并预测SKA-Low未来可更灵敏探测，为理解宇宙线与恒星形成关系提供依据。
2024-11-29 astro-ph.GA
The Interstellar Medium and Star Formation in Dwarf Galaxies
本文简要回顾了我们对矮星系中与恒星形成活动相关的星际介质（ISM）性质的了解。在这些物体中，ISM的主要阶段是什么？这些相的性质如何依赖于星系的性质？我们对它们的冷气含量及其与恒星形成活动的联系了解多少？在这些星系中，恒星的形成过程是否不同？恒星形成反馈在矮星系中是如何运作的？FUSE、Spitzer、Herschel和Fermi等天基设施以及SOFIA和ALMA等天文台提供的观测数据使我们能够在理解这些问题方面取得重大进展。
2018-10-12 astro-ph.GA
Broadband analysis techniques for Herschel/HIFI spectral surveys of chemically rich star-forming regions
赫歇尔空间天文台上的远红外线外差仪器获得了恒星形成区的高分辨率宽带分子光谱，其波长范围大多是地面天文观测台无法获得的。这些光谱测量为分子云的化学组成和物理性质提供了新的见解。在这份手稿中，我们提出了人马座B2（N）分子云的HIFI光谱调查的初步结果，其中包含在一系列物理环境中分配给至少40种不同分子的光谱特征。虽然由于该区域的化学复杂性而观察到广泛的谱线混合，但由于在1.2 THz调查带宽中检测到每个物种的大量跃迁，可以进行可靠的分子谱线识别，直到噪声基底。这使得新的弱发射物种的提取线森林。这些HIFI调查将是未来星际化学研究的宝贵档案资源。
2012-08-07 astro-ph.GA
Hi-GAL: the Herschel infrared Galactic Plane Survey
Hi-GAL（Herschel infrared Galactic Plane Survey）是Herschel空间天文台的开放时间重点项目。它将在经度范围|l| <60度内，在70微米至500微米之间的五个波段绘制一个两度宽的条带，对内银道面进行无偏差的光度测量。Hi-GAL的目的是探测分子云和大质量恒星形成的最早阶段，并利用赫歇尔波长覆盖范围、灵敏度、绘图策略和速度的最佳组合，对星际介质中的恒星形成区域和冷结构进行均匀普查。由此产生的代表性样本将产生源温度，光度，质量和年龄的变化在广泛的银河系环境中的所有尺度从大规模的YSO在原星团的整个旋臂，提供了一个进化序列的形成中，高质量的恒星。这一信息对于制定一个预测性的全球模型至关重要，该模型可以预测环境和反馈在调节恒星形成过程中的作用。这样的模型对于理解星系尺度和早期宇宙中的恒星形成至关重要。Hi-GAL还将为未来几十年提供科学遗产，在广泛的天文学领域提供系统和偶然科学的不可估量的潜力，使未来的主要设施，如JWST和ALMA得到最佳利用。
2010-01-13 astro-ph.GA
Collisional excitation of far-infrared line emissions from warm interstellar carbon monoxide (CO)
受Herschel/PACS最近观测的启发，以及CO碰撞激发的新速率系数的可用性（Yang et al. 2010），使用数值和分析方法重新审视了温暖天体物理CO的激发。对于等温介质的情况，已经获得了气体温度（100至5000 K）和H2密度（1 E +3至1 E +9 cm-3）的宽范围的结果，并以旋转图的形式呈现，其中每个磁子状态的柱密度的对数log（N[J]/g[J]）被绘制为每个状态的能量E[J]的函数。对于Herschel/PACS可达到的波长范围内的旋转跃迁，当n（H2）> 1 E +8 cm-3时，这样的图几乎是线性的。当log 10（n[H2]）= 6.8至8时，它们表现出显著的负曲率，而当log 10（n[H2]）< 4.8时，曲率在整个PACS可访问范围内一致为正。因此，观测一个正弯曲的CO转动图并不一定需要多个温度分量的存在。事实上，对于Herschel/PACS观察到的一些源，CO旋转图显示出适度的正曲率，可以用单个等温分量来解释。通常，所需的物理参数是1 E +4至1 E +5 cm-3范围内的H2密度和接近CO可以存活的最大温度T。其他来源展示更多的曲率旋转图比可以占一个单一的温度分量。对于气体温度呈幂律分布的介质，dN/dT与T的b次方成正比，H2密度为1 E +3 ~ 1 E +9 cm-3，幂律指数b在1 ~ 5范围内，这种介质可以解释CO旋转图，…
2012-02-13 astro-ph.GA
Formation and evolution of interstellar filaments; Hints from velocity dispersion measurements
我们调查的气体速度分散的长丝样品最近检测到的赫歇尔古尔德带调查的一部分，在IC 5146，天鹰座，北极星星际云。为了测量这些速度色散，我们使用13 CO，C18 O，和N2 H+线观测与IRAM 30米望远镜。将我们的速度色散测量结果与Herschel数据导出的细丝柱密度相关联，我们表明星际细丝可以分为两个区域：热亚临界细丝，具有跨音速速度色散（c_s ~< σ_tot <2c_s）与柱密度无关，是引力不束缚的;以及热超临界细丝，其具有大致与柱密度的平方根（σ_tot ~ Σ ^0.5）成比例的较高的速度分散，并且是自引力的。超临界细丝的高速色散可能不是直接来自超音速星际湍流，而是由引力收缩/吸积驱动的。基于我们的观测结果，我们提出了一个进化的情况下，超临界细丝进行引力收缩，并通过吸积的背景材料，同时保持在粗略的维里平衡，每单位长度的质量增加。我们进一步建议，这个吸积过程允许超临界细丝，以保持其近似恒定的内部宽度（约0.1 pc），而收缩。
2013-03-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
Characterizing filaments in regions of high-mass star formation: High-resolution submilimeter imaging of the massive star-forming complex NGC 6334 with ArTéMiS
赫歇尔对附近分子云的观测表明，星际细丝和星前核心代表了恒星形成过程中的两个基本步骤。这些观测结果支持了一个低质量恒星形成的图像，根据这个图像，大约0.1 pc宽的细丝首先在冷的星际介质中形成，可能是由于超音速湍流对星际物质的大规模压缩，然后星前核心由重力碎片的致密细丝产生。这种情况是否也适用于高质量恒星形成的区域是一个悬而未决的问题，部分原因是赫歇尔数据无法解决最近的大质量恒星形成区域中的细丝的内部宽度。我们使用APEX望远镜上的测辐射热计相机ArTeMiS来绘制NGC 6334复合体的中心部分，其分辨率比Herschel的350微米高出3倍。将ArTeMiS数据与Herschel数据相结合，使我们能够在d ~ 1.7kpc的分辨率为8”或<0.07pc的条件下研究复合体的主细丝结构。我们的研究证实，这种灯丝是一种非常致密的大质量线性结构，其线质量范围从~ 500 Msun/pc到~ 2000 Msun/pc，超过近10 pc。它还表明，它的内部宽度保持狭窄的W ~ 0.15 +- 0.05 pc的所有沿长丝的长度，在一个因素的< 2的特征值0.1 pc与赫歇尔发现的低质量的长丝在古尔德带。虽然目前还不完全清楚NGC 6334的暗条是否会在未来形成大质量恒星，但它的密度比古尔德带云中观察到的大多数暗条高出两到三个数量级，而且内部宽度非常相似。这指出了一个共同的物理机制来设置细丝的宽…
2016-05-24 astro-ph.GA
New views on the diffuse interstellar bands
讨论了弥漫星际带的新观点。特别是来自DIB调查和近红外DIB研究的结果。
2015-04-08 astro-ph.GA
Starbursting Brightest Cluster Galaxy: a Herschel view of the massive cluster MACS J1931.8-2634
我们研究了大质量X射线选择星系团MACS J1931.8-2634在$z$ =0.352时尘埃遮蔽的恒星形成特性。利用\textit{Herschel}望远镜在100-500 $μ$ m范围内获得的远红外（FIR）成像，我们从最亮的星团星系（BCG）中提取了31个$r\sim$（$r\sim$ 1 Mpc）范围内的源（2个$σ$）。在这些来源中，我们确定了六个集群成员，我们进行了分析，他们的光谱能量分布（SED）。我们测量总红外光度（L $_{IR}$），恒星形成率（SFR）和尘埃温度。BCG的L $_{IR}$ =1.4 $\times$ 10 $^{12}$ L $_\odot$是一个超亮红外星系，拥有II型活动星系核。我们分解成活动星系核和星爆分量的FIR SED，并找到相等的贡献活动星系核和星爆。我们还重新计算了BCG的SFR，发现SFR=150 $\pm$ 15 M $_\odot$ yr $^{-1}$。我们使用{ \sl Chandra} X射线数据在冷的核心中寻找等压冷却流，并且没有发现在内部30 kpc中低于1.8 keV的气体的证据，对于在95% c.l.时58 M $_\odot$ yr $^{-1}$的瞬时质量沉积速率的上限。该值$3\times$低于BCG中的SFR，表明正在进行的SF发作持续时间长于ICM冷却事件。
2015-11-10 astro-ph.GA
The apparent anti-correlation between the mass opacity of interstellar dust and the surface-density of interstellar gas
最近对${\it Herschel}$观测结果的分析表明，在附近的盘星系中，$500 \, {\rm μm}$的尘埃质量不透明度$κ_{500}$随着气体表面密度$Σ_{\rm ISM}$的增加而降低（Clark等人，2019）。$κ_{500}$和$Σ_{\rm ISM}$之间的这种明显的反相关性与理论尘埃演化模型的预期行为相反;在这种模型中，在更密集、更冷的区域（即$Σ_{\rm ISM}$增加的区域）的尘埃倾向于增长，因此增加了$κ_{500}$。我们表明，使用一个玩具模型，沿视线的尘埃温度范围的存在下，可能会导致虚假的低估计值的$κ_{500}$。如果在$Σ_{\rm ISM}$较高的区域，尘埃温度的范围延伸到较低的值（这似乎是可能的），这种效应的大小可能足以解释$κ_{500}$和$Σ_{\rm ISM}$之间明显的反相关性。因此，可能不需要与理论预期相反的固有灰尘特性的空间变化。
2020-02-18 astro-ph.GA
A multi-wavelength de-blended Herschel view of the statistical properties of dusty star-forming galaxies across cosmic time
我们的目标是研究尘埃恒星形成星系的统计特性，如它们的数量计数，光度函数（LF）和尘埃遮蔽的恒星形成率密度（SFRD）。我们在COSMOS领域使用最先进的去混合Herschel目录，通过结合贝叶斯源提取工具XID+和光谱能量分布的信息先验来生成，以测量远红外（FIR）和亚毫米（sub-mm）波长的数量计数和LF。得益于我们的去混淆技术和深度多波长测光，我们能够实现更精确的测量，同时探测比混淆极限低十倍。我们在250微米处的计数与以前的Herschel研究一致。然而，我们在350和500微米的计数大大低于以前的赫歇尔结果。这是由于以前的研究遭受源混淆，这使得波长更长。我们在450和870微米的计数显示出与以前的单碟和干涉观测结果非常一致。我们的单色LF和总IR LF的测量与以前的结果吻合得很好。我们测量的增加的动态范围使我们能够更好地测量LF的弱端斜率，并测量z~6的灰尘遮挡的SFRD。我们发现，尘埃遮蔽恒星形成活动的比例在z~1附近达到最高，然后向低和高红移方向降低。我们没有发现宇宙恒星形成历史中z~3和z~4之间的平衡从高红移的无遮蔽恒星形成为主到低红移的遮蔽恒星形成为主的变化。然而，我们确实发现3<z<4是一个有趣的过渡期，因为在较高的红移下，被尘埃遮蔽的总SFRD的比例显着降低。
2019-02-25 astro-ph.GA
The post-Herschel view of intrinsic AGN emission: constructing templates for galaxy and AGN emission at IR wavelengths
测量活动星系核的恒星形成特性是我们理解星系形成和演化的关键。然而，这一主题仍然存在争议，部分原因是难以将红外（即1- 1000 $μ$ m）辐射分离为活动星系核和恒星形成成分。利用Herschel的远红外数据，我们提出了一套新的活动星系核和星系红外模板，并介绍了光谱能量分布拟合程序IRAGNSEP。两者都可以用来测量红外主星系的属性，没有AGN污染。为了建立这些，我们使用了100个本地（PDMATHAMN < 0.3），低到高光度活动星系核（即$L_{\rm bol}~\sim~10^{42--46}~\rm erg~s^{-1}$）的样本，从105个月的斯威夫特- BAT X射线巡天中选出，这些巡天具有存档的斯皮策- IRS光谱和赫歇尔测光。我们首先使用通过红外诊断选择的55个恒星形成星系的样本构建了一组7个星系模板。利用这些模板，结合活动星系核贡献的灵活模型，我们提取了活动星系核样品的本征红外辐射。我们进一步证明，我们可以减少的多样性的活动星系核光谱能量分布的内在形状下降到一组三个活动星系核模板，其中两个代表活动星系核连续，和一个代表硅酸盐发射。我们的结果表明，平均而言，活动星系核的贡献远红外（$λ~\gtrsim$ 50 $μ$ m）是不高的建议，最近的一些工作。我们进一步表明，需要两个红外活动星系核连续模板可能与核遮蔽，其中我们的模板出现的扩展极地尘埃的排放占主导地位。
2021-02-10 astro-ph.GA
Herschel and ALMA Observations of Massive SZE-selected Clusters
我们在$0.3 \leq z \leq 1.1$上对四个大质量的Sunyaev-Zel'dovich效应（SZE）选择的星系团进行了新的赫歇尔观测，其中两个也是用ALMA观测到的。我们检测到19个Herschel/PACS对应的光谱确认的集群成员，其中五个具有红移通过CO（$4-3$）和[CI]（${}^3P_1 - {}^3P_0$）线确定。平均[CI]/CO线比为亮温单位的$0.19 \pm 0.07$，与现场样品的先前结果一致。我们没有检测到显着的堆叠ALMA尘埃连续谱或谱线发射，意味着平均星际介质（H $_2$ + HI）和分子气体质量的上限。$L_{IR}$与星团中心半径之间的明显关系是由恒星形成速率与恒星质量之间的紧密关系驱动的。我们发现，平均特定的恒星形成率log（sSFR/yr $^{-1}$）=-10.36，这是低于SFR $-M_*$相关测量场星系在类似的红移。每个星系团中红外亮星系（IRBG; $\log (L_{IR}/L_\odot) > 10.6$）的比例和平均sSFR随红移显著上升。对于CO的检测，我们发现$f_{gas} \sim 0.2$，相当于场星系，和气体耗尽的时间尺度约2 Gyr。我们利用射电观测来区分活动星系核（AGN）和恒星形成星系。在我们的19个赫歇尔星团成员中，至少有4个具有$q_{IR} < 1.8$，这意味着我们的PACS选择的样…
2018-01-02 astro-ph.GA
Filamentary structures and compact objects in the Aquila and Polaris clouds observed by Herschel
我们的PACS和SPIRE图像的天鹰座裂谷和北极星耀斑地区的一部分，在赫歇尔的科学演示阶段，发现了迷人的，无所不在的结构，似乎是物理相关的紧凑的核心。我们简要介绍了一种新的多尺度，多波长的源提取方法，用于检测对象和测量他们的参数在我们的赫歇尔图像。所有被提取的无星核心（天鹰座541个，北极星302个）似乎都是在长而窄的丝状体中形成的。凭借其远红外分辨率和灵敏度的组合，赫歇尔直接揭示了密集核心嵌入的细丝;细丝被解析，并在Aquila和Polaris中分别具有35弧秒和59弧秒的解卷积宽度（两个区域均为9000 AU）。我们对赫歇尔的第一次观测结果使我们能够提出，一般来说，致密的核心可能起源于由细长细丝组成的复杂网络的破碎过程，很可能是引力、星际湍流和磁场之间相互作用的结果。要解开的过程中的作用，必须获得额外的运动学和偏振信息，这些后续观测计划。
2010-05-18 astro-ph.GA
The Seahorse Nebula: New views of the filamentary infrared dark cloud G304.74+01.32 from SABOCA, Herschel, and WISE
我们用SABOCA测辐射热计对350 $μ$ m的红外暗云（IRDC）G304.74+01.32进行了测图。新的SABOCA数据的分辨率比我们以前的LABOCA 870 $μ$ m云图高2.2倍。我们还使用了G304.74的Herschel远红外和亚毫米以及WISE IR数据。SABOCA数据表明，G304.74是一个致密的晶体结构，平均宽度只有$0.18\pm0.05$ pc。发现断裂成SABOCA核心的LABOCA团块的百分比为$36\%\pm16\%$。WISE的数据表明，SABOCA核心的$65\%\pm18\%$拥有年轻的恒星天体（YSO）。通过比较Herschel/SPIRE通量密度得到的尘埃团的平均温度为$15.0 \pm 0.8$ K。LABOCA团块的平均质量、光束平均H $_2$柱密度和H $_2$数密度估计为$55\pm10$ M $_{\odot}$、$(2.0\pm0.2)\times10^{22}$ cm $^{-2}$和$(3.1\pm0.2)\times10^4$ cm $^{-3}$。SABOCA核心的相应值为$29\pm3$ M $_{\odot}$、$(2.9\pm0.3)\times10^{22}$ cm $^{-2}$和$(7.9\pm1.2)\times10^4$ cm $^{-3}$。G304.74灯丝估计为热超临界的$\gtrsim3…
2017-10-21 astro-ph.GA
From Filamentary Networks to Dense Cores in Molecular Clouds: Toward a New Paradigm for Star Formation
最近用赫歇尔空间天文台在亚毫米波长上对银河系最近的恒星形成云进行的研究为我们提供了前所未有的恒星形成过程初始和边界条件的图像。赫歇尔的结果强调了星际细丝在恒星形成过程中的作用，并与近十年的数值模拟和理论联系得非常好，这些数值模拟和理论一直表明ISM在所有尺度上都是高度非线性的，恒星形成与自引力细丝密切相关。在这篇评论中，我们追踪了云结构和恒星形成的明显复杂性是如何由相对简单的宇宙过程-从星系团到星系尺度。我们强调两个关键和互补的方面：（i）在过去三年中与Herschel获得的关键观测结果，以及从地面获得的有关星际结构运动学的新结果，以及（ii）现有的关键理论模型和星际云结构和恒星形成的许多数值模拟。然后，我们综合了一个全面的物理图像，从这些观察和模拟的对抗中产生。
2013-12-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stacked Average Far-Infrared Spectrum of Dusty Star-Forming Galaxies from the Herschel/SPIRE Fourier Transform Spectrometer
我们目前堆叠的平均远红外光谱的样本197尘埃，恒星形成星系（DSFG）在$0.005 < z < 4$使用近90%的SPIRE傅里叶变换光谱仪（FTS）河外数据档案从赫歇尔空间天文台的基础上3.5年的科学操作。这些光谱探索了一个离散帧$\rm 447\,GHz-1568\,GHz$（$\rm 191\,μm-671\,μm$）频率（波长）范围，使我们能够观察到星际介质中气体发射的主要原子和分子谱线。将样品细分为五个红移仓，分别位于$0.005 < z < 0.05$、$0.05 < z < 0.2$、$0.2 < z < 0.5$、$0.8 < z <2$和$2 < z < 4$。为了研究观测到的谱线对总红外光度的依赖性，将红移仓子集中的源堆叠在光度仓中。这些堆叠的光谱用于确定星际介质的平均性质和DSFG的致密分子气体性质，特别是精细结构线（[CII] 158 $μ$ m和[OI] 63 $μ$ m）的光度比，以及线与远红外的光度比用于模拟光解离区域（PDR）中的气体密度和辐射场强度。对于低红移样品，我们还提出了CO和$\rm{H_2O}$旋转跃迁的平均谱线能量分布（SLED），并考虑PDR条件的基础上的组合[CI] 370 $μ$ m和609 $μ$ m和$\rm CO (7-6)$线。对于高z（$0.8 < z < 4$）样品，PDR模型表明，在辐射场的存在下，分子气体分布至少…
2017-09-13 astro-ph.GA
Herschel Extreme Lensing Line Observations: Dynamics of two strongly lensed star forming galaxies near redshift z = 2
我们报告两个规则旋转星系的红移z=2，使用高分辨率光谱的明亮的[CII] 158微米的发射线从HIFI仪器的赫歇尔空间天文台。SDSS 090122.37 +181432.3（“S 0901”）和SDSS J120602.09+514229.5（“克隆”）都是强透镜，显示出典型的旋转气体盘的双角线轮廓。用参数盘模型拟合发射谱线，发现S 0901的自转速度vsin（i）= 120 +/- 7 km/s，气体速度色散σ < 23 km/s。克隆星的最佳拟合模型是一个旋转支撑的圆盘，v sin（i）= 79 +/- 11 km/s，sigma <4 km/s。然而，克隆也符合一个家庭的分散占主导地位的模式，具有sigma = 92 +/- 20公里/秒。我们的研究结果展示了[CII]线作为高红移星系动力学的运动学探测器的潜力：[CII]是明亮的;可用于具有精致速度分辨率的外差接收器;并追踪致密的恒星形成星际气体。未来的[CII]线观测与ALMA将提供空间分辨率的进一步优势，允许旋转和速度色散之间更清晰的分离。
2014-04-28 astro-ph.GA
The Herschel view of the dominant mode of galaxy growth from z=4 to the present day
本文分析了GOODS-Herschel和CANDELS-Herschel关键计划中获得的四个主要河外磁场GOODS-North、GOODS-South、UDS和COSMOS的最深处Herschel图像。由10497个远红外探测提供的图像得到了对来自CANDELS-HST H波段选择目录和来自GOODS-North和COSMOS范围内的两个深地基Ks波段选择目录的62361个恒星形成星系的质量完整样本的叠加分析的补充，以获得迄今为止对宇宙历史上恒星质量增长的最准确和最公正的理解。我们表明，第一次，堆叠也提供了一个强大的工具来确定分散的物理相关性和描述我们的方法称为“散射堆叠”，可以很容易地推广到其他实验。我们证明了所有质量从z=4到0的星系都遵循一个普遍的标度律，即所谓的恒星形成星系的主序列。我们发现logSFR-logM * 关系的一个普遍的接近线性的斜率，有证据表明在高质量（log（M*/Msun）> 10.5）的主序列变平，随着红移的增加变得不那么突出，并且在z~2时几乎消失。这种扁平化可能是由于恒星形成星系中静止凸起的平行恒星生长。在主序列中，我们测量了0.3 dex的非变化SFR分散。恒星形成星系的比SFR（sSFR=SFR/M*）被发现从z=0到4不断增加。最后，我们讨论了我们的研究结果对宇宙的SFR历史的影响，并表明，超过2/3的现今恒星必须形成在一个政权主导的主序星模…
2015-01-07 astro-ph.GA
A thorough view of the nuclear region of NGC 253 - Combined Herschel, SOFIA and APEX dataset
我们提出了一个大的光谱线检测的星爆星系NGC 253的$40"$中心区域。观测是用赫歇尔空间天文台上的三台仪器SPIRE、PACS和HIFI、SOFIA空中天文台上的upGREAT和地面APEX望远镜进行的。结合SPIRE和PACS的光谱和测光产品，我们模拟尘埃连续谱能量分布（SED）和最完整的$^{12}$ CO线SED到目前为止报告的NGC 253的核区域。分子气体的性质和激发来自三组分非LTE辐射转移模型，使用SPIRE $^{13}$ CO线和基于地面的观测的较低的$J$ $^{13}$ CO和HCN线，以约束模型参数。三个尘埃温度被确定从连续排放，三个组件是需要的，以适应完整的CO LSED。只有第三个CO组件（主要装配HCN和PACS $^{12}$ CO管路）与电击/机械加热场景一致。热核心化学也被认为是解释PACS检测到的高$J$ $^{12}$ CO线的合理方案。然而，不能排除宇宙射线电离率增强的影响，预计它将在扩散和致密气体化学中发挥重要作用。这得到了离子种类如OH $^+$和H $_2$ O $^+$的检测以及在PACS和SPIRE光谱中检测到的OH线相对于H $_2$ O线的通量增强的支持。
2018-06-12 astro-ph.GA
Structure formation in a colliding flow: The Herschel view of the Draco nebula
天龙座星云是一个高银河纬度的星际云，可能是由进入银河系盘的星系晕云碰撞形成的。这样的条件是研究在温暖气体的碰撞流中形成冷而稠密的气体的理想条件。我们提出赫歇尔-SPIRE观测，揭示了坠落云和银河系层之间的界面的碎片结构。该锋的特征是瑞利-泰勒不稳定结构。从确定的周期性结构（2.2 pc）的典型长度，我们估计的气体运动粘度和湍流耗散尺度（0.1 pc），这是兼容的预期，如果双极扩散是能量耗散的主要机制在WNM。星云的小尺度结构是在某些分子云中看到的典型结构。气体密度具有对数正态分布，其平均值为$10^3$ cm $^{-3}$。结构的大小为0.1-0.2 pc，但这一估计受到观测分辨率的限制。质量范围为0.2至20 M $_{\odot}$，质量较大的团块的分布遵循幂律$dN/d\log(M) \sim M^{-1.4}$。我们确定了一个质量大小的关系与发现在GMCs（$M\sim L^{2.3}$），但只有15%的云的质量是在重力约束结构相同的指数。我们的结论是，在碰撞中的压力的增加是强大的足以触发的湍流和热不稳定性之间的相互作用所造成的WNM-CNM过渡作为自引力是不占主导地位的动力学。
2017-03-08 astro-ph.GA
Dust evolution, a global view: IV. Tying up a few loose ends
这项工作是试图把本系列前面的论文中一些看似不同的松散的结果联系起来，形成星际介质中尘埃演化的全局观点。特别是，性质的碳氢化合物，红外吸收和发射带的载体进行了讨论的背景下，一个简单的聚六环分子的观点。探讨了星际尘埃地幔吸积和颗粒-颗粒凝聚成聚集体的顺序，以及它们对星际尘埃粒度分布、消光和尘埃热发射的影响。估计了吸积和凝聚对银河系和遥远星系中星际气尘比的影响。星际颗粒表面的环氧化物物种的重要性被重新访问和可能的和随之而来的连接之间的致密星际云尘和彗星尘埃探索。一个可能的连接和星际OCN含分子的套件的起源，和他们有趣的化学，进行了讨论。最后，推测氨基酸形成的途径及其作为宇宙中任何地方生命的普遍基础的可能性。
2018-04-27 astro-ph.GA
The Herschel view of the dense core population in the Ophiuchus molecular cloud
赫歇尔对古尔德带附近云层的观测支持了低质量恒星形成的范例，从分子细丝的产生开始，然后是细丝碎片，质量集中到自引力的星前核心。利用赫歇尔空间天文台独特的远红外和亚毫米连续成像能力，在70 $μm$到500 $μm$的五个波长上绘制了附近蛇夫座云（d = 139 pc）的地图，目的是提供该地区致密核心的完整普查，包括未结合的无星核心，结合的星前核心和原恒星核心。利用Herschel数据的高动态范围和多波长特性，我们使用多尺度分解算法getsources和getfilaments来识别云中密集核心和细丝的完整样本并研究它们的特性。蛇夫座复合体L1688和L1689的密质云由于其年轻天体（YSO）的空间分布而被间接描述为密质区，但已被证实是密质结构占主导地位。在L1688和L1689中观察到的星前核心和星状结构之间的紧密相关性支持了太阳型恒星形成主要发生在致密细丝中的观点。虽然复杂的子云显示差异，L1689在形成恒星方面的效率低于L1688，但考虑到它们的总质量预算，这两个子云在致密分子气体中的星前核心形成效率几乎相同。我们还发现了赫歇尔数据中的证据，一个显着的同心几何配置在L1688，这是占主导地位的三个弧形压缩前，并推测产生的冲击波事件从天蝎座OB2协会，包括邻近的大质量（O9 V）恒星$σ$天蝎座。
2020-01-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Pipe Nebula as seen with Herschel: Formation of filamentary structures by large-scale compression ?
越来越多的证据表明，星际云中丝状体的形成是恒星形成过程的关键组成部分。在本文中，我们提出了新的赫歇尔PACS和SPIRE观测的B59和茎地区的烟斗星云复杂，揭示了丰富的，有组织的网络的细丝。观测到的几个暗条的不对称柱密度分布，以及B59的弓形边缘，表明烟斗星云正从其西侧被压缩，最有可能是被附近的Sco OB2星协的风压缩。我们认为，这种压缩流有助于形成一些观察到的沉积结构。在整个管道复合体中唯一显示恒星形成活动的区域B59中，相同的压缩流可能增强了团块的初始柱密度，使其变得全球引力不稳定。虽然更具推测性，但我们认为引力也是形成B59中观察到的会聚引力模式的原因。虽然大规模压缩和重力的相对影响问题在B59中仍然没有解决，但大规模压缩似乎是复合体其余部分中初始形成沉积结构的合理机制
2012-03-15 astro-ph.GA
H$_2$ formation on interstellar dust grains: the viewpoints of theory, experiments, models and observations
氢分子是宇宙中最丰富的分子。它是第一个在稀薄环境中形成并存活下来的光解离分子。它的形成涉及星际颗粒表面的催化反应。在过去的20年里，在新的天体物理观测和模拟进展的同时，对形成过程的微观物理进行了深入的研究。从未来卫星JWST可能带来的革命的角度出发，本文介绍了我们对各种星际环境中H $_2$形成的认识。
2017-11-28 astro-ph.GA
Tracing grain growth in the forming prestellar core L1506C with 3D modeling of Herschel, IRAM, and CFHT observations
Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), Université de Toulouse, CNRS, CNES（天体物理学与行星学研究所以及图卢兹大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d’Astrophysique Spatiale（萨克雷大学）；Observatoire de Paris, PSL, CNRS, UPMC, Univ. Paris-Diderot（巴黎天文台）
通过对金牛座分子云细丝L1506中L1506C的观测数据进行三维建模，用修正黑体拟合光谱能量分布，揭示其碎片化及颗粒特性变化，表明恒星形成早期就有颗粒生长。
2026-07-02 astro-ph.GA
A Herschel mapping of [C ii], [O i] and [O iii] lines from the circumnuclear region of M31
M31的环核区域由多相星际介质组成，提供了中央超大质量黑洞与周围物质相互作用的特写视图。远红外线结构谱线及其通量比可以用来诊断该区域中性气体的物理性质。在这里，我们提出了第一个FIR光谱映射的环核区的M31在[C ii] 158 μ m，[O i] 63 μ m和[O iii] 88 μ m线与赫歇尔空间天文台，覆盖~500 × 500 pc（2'× 2'）的领域。所有三条谱线的显著辐射都是沿着所谓的核螺旋穿过M31的中央kpc探测到的。在~50 pc的空间分辨率下，三条谱线的速度场具有广泛的一致性，并与前人在中部地区的CO（3-2）谱线观测结果一致。结合已有的[C ii]和CO（3-2）观测数据，我们得到了[C ii]/CO（3-2）通量比的径向分布，发现中心区域的[C ii]/CO（3-2）通量比高于盘，表明中心区域的气体密度较低，辐射场较强。我们还发现，中心区域的[C ii]/FIR比为5.4（+-0.8）x 10^-3，随着银河系中心半径的增加，该比呈现出增加的趋势，这表明古老的恒星星族对尘埃向中心加热的贡献越来越大。
2020-10-28 astro-ph.GA
Galactic cold cores II. Herschel study of the extended dust emission around the first Planck detections
在银河系冷核项目中，我们正在对普朗克卫星探测到的冷星际云进行赫歇尔光度观测。作为赫歇尔科学演示阶段（SDP）的一部分，观察到的三个领域提供了对这些来源性质的第一次一瞥。我们研究的领域内的尘埃排放的属性。我们确定的灰尘亚毫米不透明度，寻找灰尘光谱指数的空间变化的迹象，并估计如何明显的变化的参数可能会受到不同来源的不确定性。我们使用赫歇尔观测，其中表面亮度标度的零点是在普朗克卫星数据的帮助下设置的。我们得出的色温和列密度图的地区，并确定通过比较消光测量的尘埃不透明度。通过同时拟合色温和尘埃光谱指数值，我们寻找表观尘埃特性的空间变化。用一个简单的辐射转移模型，我们估计在多大程度上这些可以解释的视线温度变化，而不改变尘埃颗粒的属性。对尘埃排放的分析揭示了与普朗克源一致的冷而稠密的云，并证实了这些探测。由此得到的尘埃不透明度在kappa（250 μ m）~0.05 - 0.2 cm^2/g的范围内变化，在高气柱密度的区域优先观察到较高的值。平均尘埃光谱指数β为~1.9 - 2.2。有迹象表明，β值向最冷的地区增加。光谱指数下降强烈附近的内部热源，但根据辐射转移模型，这可以解释的视线温度的变化，而不改变尘埃的属性。
2011-01-15 astro-ph.GA
VALES: II. The physical conditions of interstellar gas in normal star-forming galaxies up to z=0.2 revealed by ALMA
利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）新的波段3 CO（1-0）观测资料，研究了瓦尔帕莱索ALMA谱线发射巡天（VALES）中存在的0.03< $z$ <0.2的27个尘埃主序星形成星系的星际气体中的物理条件。该样本取自赫歇尔天体物理太赫兹大区域巡天（HATLAS）中$\sim$ 160 deg $^{2}$以上的远红外明亮星系，该巡天由赫歇尔[CII] 158 $μ$ m光谱学和远红外（FIR）光度学覆盖。在26个源中，在>5 $σ$处检测到[CII]和CO线。我们发现我们的样品的平均[CII] CO（1-0）光度比为3500 $\pm$ 1200，这与以前的研究一致。使用[CII]，CO和FIR测量作为诊断的星际介质的物理条件，我们比较这些观测的预测的光解区（PDR）模型，以确定气体密度，表面温度，压力和强度的入射远紫外（FUV）辐射场，$G_{0}$，归一化的哈宾场。当采用标准调整时，我们的大多数样品表现出4 < $\log n/\mathrm{cm}^{3}$ < 5.5的氢密度，并且经历强度为2 < $\log G_0$ < 3的入射FUV辐射场。与不同红移的星系样本的比较表明，FUV辐射场的平均强度在红移$z\sim$ 6.4之前似乎是恒定的，然而中性气体密度随着红移的增加而增加$\sim$ 100倍，无论对我们的观测量进行各种调整，这种情况都持续存在。这种演变可…
2016-11-17 astro-ph.GA
Interstellar Medium and Star Formation of Starburst Galaxies on the Merger Sequence
星际介质是控制星系中恒星形成的关键成分。我们提出了一个详细的研究的红外（~ 1-500微米）光谱能量分布的大样本的193个附近（z ~ 0.088）的亮红外星系（LIRGs），涵盖了广泛的演变阶段沿合并序列。整个样品已经被2 MASS、WISE、斯皮策和赫歇尔均匀地观察到。我们执行多分量分解的光谱，以获得的星际介质的物理参数，包括星际辐射场的强度和质量和亮度的尘埃。我们还限制了活动星系核加热的核尘埃的存在和强度。LIRGs的辐射场往往比静止星系中的强度高得多，并且由于星际介质的中心集中和恒星形成，它在高级合并阶段增加。总气体质量是由尘埃质量和星系恒星质量得出的。我们发现，LIRGs的气体分数平均约0.3德克斯高于主序星形成星系，适度上升到先进的合并阶段。所有LIRG的恒星形成率都高于星系恒星形成主序列。与最近的观测和数值模拟一致，该样本的全球恒星形成效率跨越了很宽的范围，填补了正常恒星形成星系和极端恒星爆发系统之间的空白。
2018-11-14 astro-ph.GA
The Far-IR View of Star and Planet Forming Regions
远红外范围是一个关键的波长范围，用于表征将星际物质转化为恒星和行星的物理和化学过程。在恒星和行星演化的早期阶段，物体在这些长波长下释放出大部分能量。在这篇文章中，我们简要总结了赫歇尔空间天文台在该领域取得的一些最相关的科学进展。我们还预计，这些将成为可能的大幅度提高灵敏度的SPICA冷却望远镜。它的结论是，只有通过灵敏的远红外观测远远超出赫歇尔的能力，我们将能够约束的质量，能量预算和水含量的数百颗原恒星和行星形成盘。
2013-10-07 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
