Application of the emission model to PAHs and C$_{60}$ II.Polycyclic Aromatic Hydrocarbon emission model in photodissociation regions
本文构建基于电荷分布的PAHs与C$_{60}$红外发射模型，利用NGC 7023观测波段比约束电离参数，并解释两类分子所得$γ$值相差一个数量级的原因。
2023-04-21 astro-ph.GA
C$_{60}$ in Photodissociation Regions
最近的研究证实了巴克敏斯特富勒烯（C $_{60}$）在不同的星际和星周环境中的存在。然而，关于空间中C $_{60}$的几个方面还没有很好的理解，例如形成和激发过程，以及C $_{60}$与星际介质中的其他含碳化合物，特别是多环芳烃（PAH）之间的联系。在本文中，我们研究了几个光解区（PDR），其中C $_{60}$和多环芳烃检测和当地的物理条件是合理的，以及约束，提供观测这些问题的见解。发现$_{60}$ C在尘埃较冷的PDR（$T_d = 20-40$ K）中发射，甚至在冷恒星的PDR中也发射。这些结果排除了C $_{60}$在这些环境中处于热平衡时被锁定在晶粒中的可能性。我们观察到，多环芳烃和C $_{60}$发射空间不相关，C $_{60}$是存在于PDR的物理条件（在辐射场和氢密度方面）允许多环芳烃完全脱氢，与Ced 201例外。我们还发现了表明个体PDR内C $_{60}$丰度增加的趋势，但这些趋势并不普遍。这些结果支持的模型，其中的脱氢的碳物种是第一步对C $_{60}$形成。然而，这并不是唯一的参数，C $_{60}$的形成可能受到冲击和PDR年龄的影响。
2014-10-28 astro-ph.GA
Hydrogenation of PAH cations: a first step towards H2 formation
分子氢是宇宙中最丰富的分子。大部分的H2通过吸附在多环芳烃（PAH）上的氢原子的缔合形成，其中形成速率关键地取决于H粘附概率。我们已经实验研究了PAH氢化暴露晕阳离子，局限在射频离子阱，气相原子氢。一个系统的增加的H原子的数目吸附在晕苯与曝光的时间进行观察。奇数晕苯氢化状态占主导地位的质谱高达11个H原子连接。这表明存在阻止H附着到这些分子系统的屏障。对于第二和第四氢化，势垒高度为72 +- 6 meV和40 +- 10 meV，分别被发现，这是在良好的协议与理论预测的中性多环芳烃的氢化。然而，我们的实验证明，障碍并没有消失，为更高的氢化状态。这些结果表明，PAH阳离子，作为其中性对应物，存在于高度氢化的形式在星际介质。由于这种催化活性，PAH阳离子和中性物似乎对H2的形成有类似的贡献。
2012-11-21 astro-ph.GA physics.chem-ph
Probing the role of polycyclic aromatic hydrocarbons in the photoelectric heating within photodissociation regions
我们观测研究了PDRs中光电加热效率与多环芳烃电荷之间的关系，认为多环芳烃在光电加热中起着关键作用。利用Herschel机载PACS，我们观测到了六个跨越宽范围FUV辐射场（G_0=100-10^5）的PDR。为了测量光电加热效率，我们获得了主冷却线的强度，即，[OI] 63 um、145 um和[CII] 158 um以及FIR连续强度。我们使用Spitzer/IRS光谱映射观测来研究相同区域的MIR PAH特征。我们将中红外多环芳烃的发射分解为中性（PAH ^0）和正离子（PAH^+）的发射，以得出带正电荷的多环芳烃的分数，并将其与光电加热效率进行比较。由（[OI] 63 um +[OI] 145 um +[CII] 158 um）/ TIR追踪的加热效率在不同来源中的范围在0.1%和0.9%之间，并且PAH^+相对于（PAH ^0 + PAH^+）的分数在0（+11）%到87（+/-10）%之间。具有高PAH^+分数的所有位置显示低加热效率，并且具有高加热效率的所有位置具有低PAH^+分数，支持正颗粒电荷导致加热效率降低的情况。理论估算的光电加热效率对充电参数γ =G_0 T^{1/2}/n_e的依赖性比本研究中报道的观测效率更强，并且在低γ下差异显著。用（[OI] 63 μ m +[OI] 145 μ m +[CII] 158 μ m）/（PAH+[OI] 63 μ m +…
2013-03-08 astro-ph.GA
Photodissociation of aliphatic PAH derivatives under relevant astrophysical conditions
多环芳烃（PAHs）与真空紫外（VUV）光子的相互作用触发了众所周知的芳香族红外带（AIB）的发射，但这种相互作用还涉及其他机制，如断裂。碎片化导致选择效应，有利于特定的大小和结构。我们研究了适用于光解离区域（PDR）的条件下，脂肪族键对PAH阳离子的真空紫外光稳定性的影响。芘（C16 H10）和晕苯（C24 H12）衍生物含有脂肪族键（甲基或乙基侧基，超氢化）的阳离子在低温PIRENEA装置中长时间（~1000 s）接受VUV（10.5 eV）光子。碎裂级联分析与一个简单的动力学模型，碎裂途径，速率和分支比的推导。脂肪族多环芳烃衍生物被发现有一个更高的裂解率和碳损失相比，定期多环芳烃。具有烷基化侧基的多环芳烃的断裂形成具有外围五边形环的物种，其可以比裸PAH阳离子更稳定。这种稳定性的量化和最稳定的物种，其中有一个有效的竞争的异构化和辐射冷却的碎片被确定。这项工作支持的情况下，蒸发的纳米颗粒与混合的脂肪族和芳香族的组合物，然后通过真空紫外光处理的结果在生产的载体的3.4um AIB的甲基侧基和在一个丰富的来源的小碳氢化合物的边界的PDR。另一个副作用是有效地形成稳定的多环芳烃，这些多环芳烃含有一些外围的五边形环。我们的实验也支持异构化过程中的作用PAH的光碎裂，包括H-迁移过程，这可能会导致额外的贡献3.4um AIB。
2021-07-02 astro-ph.GA physics.chem-ph
Photoinduced polycyclic aromatic hydrocarbon dehydrogenation: Molecular hydrogen formation in dense PDRs
远紫外辐射的影响在很大程度上决定了光解区的物理和化学条件。远紫外光子可以有效地解离分子氢，这是一个必须在PDR的H1/H2界面处平衡的过程。考虑到在星际条件下，涉及气相中氢原子的反应是非常低效的，H2形成模型主要依赖于尘埃颗粒表面的催化反应。此外，通过Eley-Rideal机制在多环芳烃（PAH）中形成分子氢也被考虑，尽管已经发现它在PDR前沿的效率较低。在以前的工作中，我们已经描述了有效的H2释放的可能性，从中型到大型的多环芳烃光解后，与H-/H2-损失反应之间的确切分支是分子依赖性的。在这里，我们调查这个过程的天体物理学的相关性，通过使用星际条件下的多环芳烃的光致碎裂模型。我们专注于三个多环芳烃阳离子（晕苯，卵苯和环晕苯），这代表了三种可能性的原子和分子的氢损失的分支。我们发现，对于椭圆烯（以H2损失为主），H2形成的速率系数达到与尘埃颗粒中H2形成相同数量级的值。这一结果表明，这种迄今为止被忽视的机制可以解释，至少部分地，在密集的PDR中的高水平的分子氢形成。
2018-06-07 astro-ph.GA
Impact of PAH photodissociation on the formation of small hydrocarbons in the Orion Bar and the Horsehead PDRs
我们研究了多环芳烃（PAHs）是否可以成为光解区（PDR）中小分子烃的重要来源。我们模拟了20个特定的PAH分子的脱氢和破坏的碳骨架的物理条件下的两个研究充分的PDR，猎户座酒吧和马头星云，这是典型的例子，PDR照射的“高”和“低”的紫外辐射场。多环芳烃被描述为微正则系统。乙炔分子被认为是PAH解离的主要碳质碎片，因为它遵循实验室实验和理论。我们估算了乙炔在气相化学反应中的生成速率，并与多环芳烃解离生成乙炔的速率进行了比较。发现在$A_{\rm V}<1$和$A_{\rm V}>3.5$的Orion酒吧中，后者的比率可能高于前者。在马头星云中，化学反应比PAH解离提供更多的乙炔。产生的乙炔参与小烃（C $_2$ H、C $_3$ H、C $_3$ H $^{+}$、C $_3$ H $_2$、C $_4$ H）形成的反应。通过PAH破坏产生的乙炔可能会增加Orion Bar气相化学反应中产生的小碳氢化合物的丰度，仅在$A_{\rm V}>3.5$。在马头星云中，多环芳烃对小碳氢化合物丰度的贡献可以忽略不计。我们的结论是，多环芳烃是不是一个主要来源的小碳氢化合物在这两个PDR除了在猎户座酒吧的一些位置。
2020-07-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Efficiency of the top-down PAH-to-fullerene conversion in UV irradiated environments
多环芳烃和富勒烯在星际介质的物理和化学中起着重要作用。基于最近的实验和理论研究，我们开发了一个模型，其中多环芳烃受到光解（碳和氢的损失）和氢化。我们考虑到脱氢的多环芳烃可能会折叠成封闭的结构-富勒烯。而富勒烯也可以被氢化，变成富勒烷，并被光解，失去碳和氢原子。碳的损失导致富勒烯笼收缩成更小的笼。我们计算了不同尺寸的多环芳烃和富勒烯的丰度和氢化程度取决于外部条件：气体温度，辐射场强度，氢原子，碳原子和电子的数密度。我们强调的条件，这是有利于富勒烯形成的多环芳烃，我们得出结论，这种机制不仅在H-穷人的环境，但也在适度的值的氢密度高达10 $^{4}$ ~cm $^{-3}$。我们发现，富勒烯可以形成在ISM中，虽然在它们中锁定的碳原子的分数可以是最大的约10 $^{-9}$。我们将我们的模型应用于两个光解区域，Orion Bar和NGC 7023。我们比较我们的估计的富勒烯丰度和合成带强度在这些对象与观测，并得出结论，我们的模型给出了良好的结果电离恒星的最接近的环境。我们还表明，额外的富勒烯形成通道应与紫外线诱导的形成，以解释丰富的富勒烯远离紫外线源。
2022-10-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Polycyclic Aromatic Hydrocarbon emission model in photodissociation regions I: Application to the 3.3, 6.2, and 11.2 $μ$m bands
我们提出了一个基于电荷分布的模型，计算多环芳烃（PAH）分子的红外光谱，使用最近的测量或量子化学计算的特定的多环芳烃。该模型被应用到一个样本的良好研究的光解区域（PDR）与良好确定的物理条件（辐射场强度，$G_{0}$，电子密度$n_{e}$，和气体温度，$T_{\rm gas}$）。具体而言，我们模拟了五个多环芳烃的排放量，大小从18到96个碳原子，在一系列的物理条件下，其特征在于电离参数$γ= G_{0}\times T_{\rm gas}^{1/2}/n_{e}$。阴离子在低$γ$（$< 2\times 10^{2}$）环境中作为主要电荷载流子出现，中性离子在中间$γ$（$10^{3} - 10^{4}$）环境中作为主要电荷载流子出现，阳离子在高$γ$（$ > 10^{5}$）环境中作为主要电荷载流子出现。此外，PAH阴离子和阳离子表现出相似的光谱特性。阳离子和阴离子光谱的相似性转化为6.2/（11.0+11.2）谱带比的解释，该比值的高值与阳离子或阴离子的大贡献相关。该模型的预测值为6.2/（11.0+11.2）和3.3/6.2，与PDR NGC 7023，NGC 2023，马头星云，猎户座棒和弥漫ISM中的观测结果相当好，表明电荷状态的变化可以解释观测到的PAH排放的变化。我们还重新评估了6.2/（11.0+11.2）与3.3/（11.0+11.2）比值的诊断潜力，并表明…
2022-05-06 astro-ph.GA
IRMPD spectroscopy of a PAH cation using FELICE: The infrared spectrum and photodissociation of dibenzo[a,l]pyrene
本文报道了不规则阳离子多环芳烃二苯并[a，l]芘（C $_{24}$ H $_{14}^+$）在6-40 $μ$ m / 250-1650 cm $^{-1}$范围内的红外多光子解离（IRMPD）光谱和裂解质谱。腔内实验用自由电子激光（FELICE）的使用使我们能够首次记录其远红外（FIR）光谱。我们的目标是了解不规则性如何影响多环芳烃的红外光谱和裂解化学。二苯并[a，l]芘是一种不对称的非平面分子，其所有振动模式原则上都是IR活性的。计算的谐波密度泛函理论（DFT）和非谐波密度泛函的紧结合分子动力学（DFTB-MD）光谱显示了大量的频带，这与实验很好地匹配，但有一些差异。分子的外围包含几个边缘几何形状，但在11-14 $μ$ m的面外C-H弯曲区域中的所有可能模式中，只有一个在13.5 $μ$ m处的带是突出的。这一事实和丰富的C-C伸缩范围使不规则的多环芳烃可能的贡献者D类星际光谱。裂解质谱表明，多环芳烃分子中的[2C，2 H]-没有损失，而2 H-损失很容易发生，这归因于空间位阻的非平面凹区，这种凹区可以保护不规则的多环芳烃分子免受辐射损伤。
2021-10-18 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.chem-ph
Carbon accretion and desorption by interstellar polycyclic aromatic hydrocarbons
本研究通过量子化学计算分析C+与PAH形成的碳复合物结构及光化学演化，解释C+返还气体和C2H2生成机制。
2025-05-13 astro-ph.GA
Destruction and multiple ionization of PAHs by X-rays in circumnuclear regions of AGNs
多环芳烃（PAHs）的红外特征在包括活动星系核（AGN）环核介质在内的多种天体中都有观测到。这些是高能光子（0.2至10 keV）的来源，使多环芳烃暴露在恶劣的环境中。在这项工作中，我们实验研究了萘（C $_{10}$ H $_{8}$），蒽（C $_{14}$ H $_{10}$），2-甲基-蒽（C $_{14}$ H $_{9}$ CH $_{3}$）和芘（C $_{16}$ H $_{10}$）与275，310和2500 eV光子相互作用时的光电离和光稳定性。这些测量是在巴西同步加速器光实验室使用飞行时间质谱法（TOF-MS）进行的。我们确定了绝对光电离和光解截面作为入射光子能量的函数;单，双和三重电荷离子的生产率;和周围区域AGN的分子半衰期。即使考虑到中等的X射线光学深度值（$τ= 4.45$），由于衰减的尘埃环面，半衰期是不够长，以考虑PAH检测。我们的研究结果表明，一个更复杂的多环芳烃和尘埃颗粒之间的相互作用，应该存在，以规避分子破坏。通过将PAH碳骨架N $_C$的大小从10增加到16，我们看不到半衰期值的任何显著差异。然而，我们发现，多个光电离率显着大于单一的，无论活动星系核的来源。我们认为，由X射线引起的多电荷离子的富集可以发生在活动星系核中。
2019-04-15 astro-ph.GA
Observational study of hydrocarbons in the bright photodissociation region of Messier 8
碳氢化合物在星际介质中无处不在，但它们的形成仍然没有得到很好的理解，这取决于它们被发现的物理环境。M8是我们银河系中最明亮的HII区域和PDR之一。利用APEX和IRAM 30 m望远镜，我们对M8中的主要电离恒星系统Herschel 36（Her 36）进行了线测量，并对Her 36周围1.3 $\times$ 1.3 pc范围内C $_{2}$ H和c-C $_{2}$ H $_{2}$的各种跃迁进行了成像测量。我们使用LTE和非LTE方法来确定排放气体的物理条件以及所观察到的物种的柱密度和丰度，我们将其与（更新的）气相光化学PDR模型进行比较。为了研究多环芳烃在小烃形成中的作用，并研究它们与M8的关系，我们将档案GLIMPSE 8 $μ$ m和SPIRE 250 $μ$ m连续图像与C $_{2}$ H发射图进行了比较。我们观察到的C $_{2}$ H与它们的超精细结构组件和四个旋转跃迁的c-C $_{2}$ H $_{2}$与邻位和对位对称性向M8的总共三个旋转跃迁。多环芳烃的碎片化似乎不太可能有助于小烃的形成，因为8 $μ$ m发射不遵循C $_{2}$ H发射的分布，这与分子云更相关。从定量分析中，我们分别获得了C $_{2}$ H和c-C $_{3}$ H $_{2}$的$\sim$ 10 $^{-8}$和10 $^{-9}$的丰度，以及在$n(\rm H_2)$ $…
2019-03-25 astro-ph.GA
Orion Bar as a window to the evolution of PAHs
我们调查中红外（IR）发射的猎户座酒吧光解离区域，使用档案测光和光谱观测UKIRT，斯皮策，ISO和SOFIA望远镜。具体地说，我们考虑了3.3，3.4，3.6，6.6，7.7，11.2~ $μ$ m的发射带在几个位置上的通量密度和一个位置上从3到45~ $μ$ m的光谱。我们研究的行为带通量比，这是敏感的外部条件，揭示了他们的变化与距离电离源。假设中红外发射主要来自多环芳烃（PAHs），而3.4~ $μ$ m处的弱发射特征与多环芳烃中含有额外氢原子（H-PAHs）有关，我们利用一个PAH演化模型追踪了中红外发射比值的变化。也就是说，我们估计人口的多环芳烃的不同大小，氢化和电离状态的变化在整个猎户座酒吧的时间间隔约等于其寿命。所获得的多环芳烃系综进一步用于计算相应的合成光谱和带通量密度。该模型较好地描述了比值$I_{3.6}/I_{11.2}$、$I_{7.7}/I_{11.2}$、$I_{7.7}/I_{3.6}$和$I_{3.3}/I_{3.4}$的主要特征。结果表明，当多环芳烃的碳损失受碳原子数$N_{\rm C}=60$的限制时，模拟结果与观测结果符合最好，在3.4~ $μ$ m处的谱带可能是H-PAHs的谱带.我们证实，大阳离子占主导地位的PDR的表面，但小的中性多环芳烃和阴离子丰富的分子云更深。
2021-11-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Effect of alignment on polarized infrared emission from polycyclic aromatic hydrocarbons
多环芳烃（PAHs）的偏振发射可能提供了一种新的方法来测试超小颗粒排列的基础物理。在本文中，我们提出了一个新的模型，考虑到多环芳烃与磁场对齐的效果极化发射。我们首先产生一个大样本的粮食角动量$\bf J$通过模拟多环芳烃的排列，由于共振顺磁弛豫，占各种相互作用过程。然后，我们计算的PAH发射功能的偏振水平，为ISM的不同阶段，包括冷中性介质（CNM），反射星云（RN），和光解离区（PDR）。我们发现，一个中等程度的PAH对齐可以显着提高PAH发射的偏振度相比，以前的结果与随机取向的$\bf J$。特别是，我们发现，最小的，带负电荷的多环芳烃在RN可以被激发到轻微的超热旋转由于增强的离子碰撞激发，导致电离分数的极化增加。我们的研究结果表明，RN是最有利的环境，以观察偏振PAH发射和测试纳米粒子的排列物理。最后，我们提出了一个明确的PAH发射的偏振水平和程度的外部对齐的CNM和RN之间的关系。所得到的关系将是特别有用的测试对准物理的多环芳烃通过未来的观测。
2017-04-06 astro-ph.GA
PDRs4All XVI. Tracing aromatic infrared band characteristics in photodissociation region spectra with PAHFIT in the JWST era
本研究提出PAHFIT的Python版本及PDR包，用于分解JWST光谱中的芳香红外波段，追踪AIB轮廓变化，揭示PAH载体光化学演化，并量化猎户座棒与NGC7469的相似性。
2025-08-01 astro-ph.GA
PAH emission in the proplyd HST10: what is the mechanism behind photoevaporation?
原行星是年轻恒星周围的光解离区（PDR）状彗星茧，被认为是通过来自附近OB星的外部紫外辐射使中央原行星盘光蒸发而产生的。这封信介绍了空间分辨的中红外成像和光谱的propherd HST 10获得的VLT/VISIR仪器。这些观测结果使我们能够首次探测到多环芳烃（PAH）在光解离区的释放，并研究了多环芳烃在光解离区的一般性质。我们发现，多环芳烃在HST 10大多是中性的，至少50倍，比典型的值为弥漫ISM或附近的猎户座酒吧。由于PAH丰度如此之低，光电加热显著减少。如果这种低丰度也与原始盘材料有关，则气体加热速率可能太低而不能有效地驱动光蒸发，除非可以确定其他过程。或者，作为蒸发盘形成的prophyds背后的模型可能必须修改。
2013-02-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Photoinduced polycyclic aromatic hydrocarbon dehydrogenation: The competition between H- and H2-loss
多环芳烃构成了星际介质碳收支的主要组成部分，锁定了10- 20%的元素碳。由高能光子引起的连续断裂导致新物种的形成，包括富勒烯。然而，这一过程所涉及的确切化学途径在很大程度上仍未被探索。在这项工作中，我们专注于第一个光致碎裂步骤，其中涉及这些分子的脱氢。为此，我们考虑一个多学科的方法，考虑到实验，DFT计算，并使用专用的蒙特卡罗模拟建模的结果。通过考虑最简单的异构化途径-即，氢沿着分子的边缘漫游-我们能够描述这里所研究的分子最可能的光解途径。它们包括9种具有明显不同结构特性的多环芳烃。发现在第一个片段化步骤中形成类似手性的侧基是关键的，并且，此外，设置H-和H2-损失之间的竞争的平衡。我们表明，三重氢的存在下，特别是在结合海湾地区的小多环芳烃发挥了重要的一部分，在实验中建立的奇，甚至H-原子损失比的变化。此外，我们发现，作为PAH的大小增加，H2的形成成为主导，和顺序的氢损失只起着微不足道的作用。我们还发现实验和计算之间的分歧，大，独奏含有多环芳烃，这需要考虑。为了使理论和实验结果相匹配，我们修改了能垒，并将H-跳跃限制在叔原子。在大的多环芳烃照射后形成的H2似乎是占主导地位的碎裂通道，这表明一个有效的形成路径的分子氢在PDR。
2018-06-07 astro-ph.GA
PAHs in protoplanetary disks: emission and X-ray destruction
我们研究了原行星盘的PAH辐射。首先，我们讨论了PAH的能带比对吸收光子的硬度和恒星的温度的依赖性。我们表明，光子能量与不同程度的PAH氢化占大多数所观察到的PAH频带比，而不需要改变分子的电离度。我们提出了一个精确的处理随机加热颗粒在矢量化的三维蒙特卡罗尘埃辐射转移代码。该程序是使用光线跟踪技术对结果进行验证。提出了金牛座T星和赫比格Ae星的盘模型。特别注意分子的光解离。我们认为除了PAH的破坏，还通过在盘中的垂直混合的分子的生存。通过应用典型的X射线光度的模型帐户的低PAH检测概率观察到的金牛座T和高PAH检测统计发现赫比格Ae磁盘。被认为是磁盘上方的球形晕。我们发现，晕减少所观察到的PAH频带连续比时，在高倾角观察。最后，中红外图像的磁盘周围赫比格Ae磁盘。我们发现，他们更容易解决时，PAH排放占主导地位。
2012-04-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
[CII] 158$μ$m emission from Orion A. II. Photodissociation region physics
[CII] 158 $μ$ m精细结构线是中等亮度远紫外（FUV）辐射场照射下中等密度光解离区（PDR）的主要冷却线。我们的目标是了解[CII]排放的起源及其与PDR中气体和尘埃的其他示踪剂的关系。其中一个重点是研究星际气体的加热效率，通过[CII]线追踪，以测试多环芳烃（PAH）分子和非常小的颗粒对中性气体的光电加热模型。我们利用了猎户座星云复合体的速度分辨[CII]线发射的平方度图，并将其分解为各个空间分量，膨胀的面纱壳，OMC 4的表面，以及与M43的致密HII区域和反射星云NGC 1977相关的PDR。我们采用赫歇尔远红外测光图像来确定尘埃的性质。此外，我们比较了斯皮策中红外测光跟踪热尘埃和大分子，和速度分辨IRAM 30 m CO（2-1）的分子气体的观测。[CII]强度与IRAC 8 $μ$ m波段的PAH发射和暖尘的远红外发射密切相关。[CII]和CO（2-1）之间的相关性在四个分区中非常不同，并且对详细的几何形状非常敏感。恒定密度PDR模型能够再现观测到的[CII]、CO（2-1）和积分远红外（FIR）强度。我们观察到猎户座酒吧后面的面纱壳的光电加热效率的强烈变化，这些变化似乎是不相关的多环芳烃的光谱特性。猎户座星云复合体的[CII]发射主要来自适度照明的PDR表面。詹姆斯韦伯太空望远镜的未来观测可以揭示可能与这些变化有关的PAH特性。
2021-11-24 astro-ph.GA
The ionization fraction gradient across the Horsehead edge: An archetype for molecular clouds
电离分数在分子云的化学和动力学中起着关键作用。我们研究了从被屏蔽的核心到紫外辐射云的边缘，H13 CO+，DCO+和HOC+向马头的谱线发射，的光解区（PDR），作为一个模板，研究电离分数梯度的分子云。我们分析了H13 CO + J=1-0线的PdBI图，并补充了IRAM-30 m H13 CO+和DCO+高J线图以及新的HOC+和CO+观测。我们比较自洽的观察到的空间分布和线强度与详细的深度依赖的PDR模型的预测加上非本地辐射转移计算。化学网络包括氘代物种、13 C分馏反应和HCO+/HOC+异构化反应。中性和带电的多环芳烃在云化学和电离平衡的作用进行了研究。HOC+反应离子对马头PDR的检测证明了外部UV照射区域的高电离分数，在那里我们推导出低的[HCO+]/[HOC+]~75-200丰度比。在没有多环芳烃的情况下，我们重现了气相金属丰度的观察结果，[Fe+Mg+...]，低于4 × 10（-9）（相对于H），宇宙射线电离率zeta=（5+/-3 × 10（-17）s（-1）。多环芳烃的列入修改电离分数梯度，并增加了所需的金属丰度。Horsehead边缘的电离分数遵循一个陡峭的梯度，标度长度为~0.05 pc（或~ 25“），从PDR的[e-]~10（-4）（或n_e ~ 1-5 cm（-3））到地核的几倍~10（-9）。如果存在大量的游离多环芳烃（[PAH] >10（-8））…
2009-02-16 astro-ph.GA
PDRs4All VI: Probing the Photochemical Evolution of PAHs in the Orion Bar Using Machine Learning Techniques
本研究利用二分k均值聚类分析JWST观测数据，探究猎户座星云PDR中PAH的光化学演化，揭示了不同谱带的空间变化规律及紫外辐射的核心驱动作用。
2023-11-02 astro-ph.GA
A Principal Component Analysis of polycyclic aromatic hydrocarbon emission in NGC 7023
对反射星云NGC 7023中6.2、7.7、8.6、11.0和11.2 $μ$ m处的5个多环芳烃（PAH）谱带的通量进行了主成分分析（PCA）。我们发现，只需要两个主成分（PC）来解释大多数观测到的PAH通量的方差（98%）。第一个PC（$PC_{1}$）是方差的主要驱动因素，代表PAH总排放量。第二个PC（$PC_{2}$）与星云中多环芳烃的电离状态有关。这与NGC 2023中PAH排放的类似分析结果一致。双标图和PC与各种PAH比率的相关性表明，有两个子集的离子带与6.2和7.7 $μ$ m带形成一个子集和8.6和11.0 $μ$ m带的其他。然而，这些子集之间的区别仅存在于PDR中。我们还对多环芳烃通量进行了单独的PCA分析，这次只考虑空腔的变化。这表明在空腔中，$PC_{2}$与多环芳烃的电荷状态无关，而可能与结构分子的变化有关。
2022-01-18 astro-ph.GA
Influence of the Environment on PAH Emission in Star-Forming Regions
利用Spitzer卫星上的红外光谱仪研究了多环芳烃（PAHs）在不同金属丰度环境中的排放特性。本地巨大的HII区域被用作参考，因为它们可以访问不同的星际介质组件，有助于恒星形成星系的中红外光谱：光解离区域（PDR），光电离气体，星团，和嵌入区域。我们考虑了三个天体，银河系中的NGC 3603，大麦云云中的剑鱼座30，以及小麦哲伦云中的N66。从多环芳烃/14 μ m比值的变化可以看出，当[NeIII]/[NeII]>3时，多环芳烃在电离气体中被破坏。从PAH/Hu-α比值的变化，我们发现，在巨大的HII区的PAH排放源遵循相同的光破坏规律，无论金属丰度。然后，我们将这些结果与星暴星系，HII星系和蓝色致密矮星系（BCD）的观测结果进行比较。虽然集成的中红外光谱的BCD是让人想起一个温暖的尘埃电离气体，我们观察到一个显着的贡献，PAH排放在星爆星系，是不是所产生的PDR。
2010-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Characterizing the PAH Emission in the Orion Bar
本文报道了Spitzer空间望远镜红外光谱仪在猎户座棒光解离区（PDR）两个不同位置上获得的5- 14 ~ $μ$ m光谱和同温层红外天文台（SOFIA）在3.3~ $μ$ m PAH观测结果。我们的目标是表征从多环芳烃（PAH），灰尘，原子和分子氢，氩，硫和氖作为从主要照明源的距离的函数的排放。我们发现，所有的主要PAH带峰值之间的电离前沿和PDR前，跟踪H $_{2}$，而这些频带之间的变化变得更加明显，远离这个峰值到面对PDR后面的PDR前和背面的\HII \，区域。虽然相对PAH强度与既定的PAH特性是一致的，我们报告不寻常的行为，并将其归因于PDR的视角和FUV辐射场的强度撞击PDR。我们确定了平均PAH大小，这在猎户座酒吧的变化。我们讨论了阳离子PAH波段之间的细微差异，并强调在这个PDR环境中的碳物种的光化学演化。我们发现，多环芳烃是一个很好的示踪剂的环境属性，如FUV辐射场的强度和多环芳烃电离参数。
2021-10-22 astro-ph.GA
A Study of Heating and Cooling of the ISM in NGC 1097 with Herschel-PACS and Spitzer-IRS
NGC 1097是一个邻近的塞弗特1星系，拥有明亮的环核星暴环，一个强大的大尺度棒和一个活跃的核心。我们提出了一个详细的研究的空间变化的远红外（FIR）[CII] 158 μ m和[OI] 63 μ m线和中红外H2发射线作为示踪剂的气体冷却，和多环芳烃（PAH）带作为示踪剂的光电加热，使用Herschel-PACS，和Spitzer-IRS红外光谱图。我们专注于核心和环，以及两个恒星形成区（Enuc N和Enuc S）。我们估计环中的光电气体加热效率（[CII] 158 um +[OI] 63 um）/PAH比Enuc N和S低约50%。环中11.3/7.7 μ m的平均值也较低，说明环中的多环芳烃有较大比例的电离态，但与[CII]158μm/PAH（5.5 - 14 μ m）的比值没有明显的相关性，环中的多环芳烃比Enuc S中的多环芳烃单位质量的[CII] 158 μ m和[OI] 63 μ m的排放量高出两倍。SED模型表明，环和Enuc S中最多有25%的FIR功率来自高强度光解离区（PDR），在这种情况下，环中的G 0约为10^2.3 cm^-3，nH约为10^3.5 cm^-3。对于G 0和nH的这些值，PDR模型不能再现所观察到的H2排放。星暴环中的大部分H2排放可能来自于弥漫ISM中的温暖区域，这些区域被湍流耗散或冲击加热。
2012-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Full-Sky SPHEREx Map of Integrated 3.3 and 3.4 μm PAH Emission
Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利天体物理学研究所）；Universidad de La Laguna (ULL)（拉帕尔马大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）
利用SPHEREx光谱数据生成全天区3.3与3.4-3.5微米PAH发射图，直接追踪小颗粒群体，为研究星际尘埃和异常微波发射提供新工具。
2026-09-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
PDRs4All XIII. Empirical prescriptions for the interpretation of JWST imaging observations of star-forming regions
本文利用PDRs4All对猎户座条状光解离区的JWST成像与光谱观测，建立从NIRCam和MIRI图像推导谱线、PAH及连续谱强度的经验处方，为恒星形成区红外图像解释提供有效工具。
2025-04-10 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
