我们的目标是研究红矩形旋转圆盘中分子气体的激发条件,红矩形是唯一一个证明存在赤道旋转圆盘的后渐近巨枝天体。为了这个目的,我们开发了一个复杂的数值代码,准确地处理辐射转移在2-D,适应于研究分子线从旋转磁盘。本文介绍了红矩形中12 CO和13 CO J=6-5、J=10-9和J=16-15跃迁的远红外Herschel/HIFI观测结果。我们还详细介绍了我们的代码,并讨论了其预测的准确性,从比较测试良好的代码。通过模型拟合,将理论谱线轮廓与经验数据进行比较,从而推断出盘内的物理条件。我们的结论是,我们的代码是非常有效的,并产生可靠的结果。理论预测与我们的观测结果的比较表明,红色矩形盘的温度通常为~ 100-150 K,大约是以前从低J线的毫米波观测中推断的温度的两倍。我们讨论了这些新的温度估计的相关性,以了解这个原型对象的热力学和动力学,以及解释其他很少研究后AGB磁盘的观测。尽管我们先进的处理线的形成,我们的模型不能解释相对较强的线翼发射中间J过渡。我们认为,一个模型,包括一个旋转的磁盘只不能重现这些数据,并建议有一个额外的扩展(可能是双极)的结构,扩大约7- 15公里/秒。
英文摘要:
We aim to study the excitation conditions of the molecular gas in the rotating disk of the Red Rectangle, the only post-Asymptotic-Giant-Branch object in which the existence of an equatorial rotating disk has been demonstrated. For this purpose, we developed a complex numerical code that accurately treats radiative transfer in 2-D, adapted to the study of molecular lines from rotating disks.
We present far-infrared Herschel/HIFI observations of the 12CO and 13CO J=6-5, J=10-9, and J=16-15 transitions in the Red Rectangle. We also present our code in detail and discuss the accuracy of its predictions, from comparison with well-tested codes. Theoretical line profiles are compared with the empirical data to deduce the physical conditions in the disk by means of model fitting.
We conclude that our code is very efficient and produces reliable results. The comparison of the theoretical predictions with our observations reveals that the temperature of the Red Rectangle disk is typically ~ 100-150 K, about twice as high as previously deduced from mm-wave observations of lower-J lines. We discuss the relevance of these new temperature estimates for understanding the thermodynamics and dynamics of this prototype object, as well as for interpreting observations of other rarely studied post-AGB disks. Despite our sophisticated treatment of the line formation, our model cannot explain the relatively strong line-wing emission for intermediate-J transitions. We argue that a model including a rotating disk only cannot reproduce these data and suggest that there is an additional extended (probably bipolar) structure expanding at about 7--15 km/s.
ALMA observations of the Red Rectangle, a preliminary analysis
我们的目标是研究后AGB天体中赤道盘的旋转和轴向外流,以揭示行星状星云的形成和成形机制。到目前为止,还没有同时观察到盘和流出。我们已经获得了高质量的ALMA观测的12 CO和13 CO J=3-2和12 CO J=6-5线发射的红矩形,唯一的后AGB/原行星对象,其中一个磁盘旋转已被映射到最新的。这些观测结果为该源的复杂结构提供了前所未有的描述。与旋转中的赤道盘一起,我们发现了一个低速外流,它或多或少占据了位于盘和光学X形星云之间的区域。从我们的观察和初步建模的数据,我们确认了以前已知的属性的磁盘,并获得第一个描述的结构,动力学和物理条件的流出。
JWST MIRI-MRS observations of the Red Rectangle: AIB class transformation in the outer nebula
The University of Western Ontario(韦仕敦大学);Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学安东·潘内克天文研究所);University of Nottingham(诺丁汉大学);University of Toledo(托莱多大学);KU Leuven(荷语鲁汶大学)
Inverse Raman scattering and the diffuse interstellar bands: an exploration of the systemic interconnections between spontaneous and inverse Raman scattering and extended red emission, Red Rectangle bands, and diffuse interstellar bands
Searching for Corannulene with ALMA: Observations of the Red Rectangle Nebula
University of Amsterdam, Anton Pannekoek Institute(阿姆斯特丹大学,安东·潘内科克研究所);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿天文台,莱顿大学);Eindhoven University of Technology(埃因霍温理工大学);Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN)(国家天文台(OAN-IGN));Department of Physics & Astronomy, The University of Western Ontario(韦仕敦大学物理与天文学系);Institute for Earth and Space Exploration, The University of Western Ontario(韦仕敦大学地球与太空探索研究所);Carl Sagan Center, SETI Institute(卡尔·萨根中心,SETI研究所);CNRS and Sorbonne Université, UMR 7095, Institut d’Astrophysique de Paris(法国国家科学研究中心和索邦大学,UMR 7095,巴黎天文物理研究所);School of Chemistry, The University of Nottingham(诺丁汉大学化学学院)
Further ALMA observations and detailed modeling of the Red Rectangle
我们提出了新的高质量的ALMA观测的红矩形(一个著名的后AGB对象)在C17 O J=6-5和H13 CN J=4-3线发射和结果从一个新的减少已经公布的13 CO J=3-2数据。一个详细的模型拟合所有的分子线数据,包括以前的地图和单碟光谱,使用一个复杂的代码进行。这些观测和相应的建模使我们能够加深对星云性质的分析。我们还强调了模型拟合中的不确定性。我们确认存在一个旋转的赤道盘和外流,这主要是由气体离开磁盘。圆盘的质量约为0.01 Mo,富含CO的流出物的质量约为10倍。对于大多数组件,导出~ 100 K的高温。从质量值的比较,我们粗略估计的旋转盘,这是发现约10000年的寿命。考虑到其他几个后AGB复合星云的数据,我们发现后AGB恒星周围的磁盘的寿命通常在5000年和超过20000年之间。发现盘的角动量很高,~ 9 Mo AU km/s,这与目前的恒星系统相当。我们对H13 CN的观测显示了一个特别宽的速度色散,并表明这种分子只在开普勒盘内部丰富,距离恒星系统约60 AU。我们认为,HCN是形成在一个密集的光解区域(PDR)由于已知的恒星系统产生的紫外线过剩,以下的化学机制,是建立了星际介质PDR和磁盘轨道年轻恒星。我们进一步认为,这种紫外线过量可能导致有效的形成和激发的多环芳烃和其他含碳大分子,其发射是非常强烈的光学对应物。
Warm molecular Hydrogen at high redshift with the James Webb Space Telescope
星系的形成受到引力坍缩、星系合并以及活动星系核和恒星形成相关反馈之间复杂相互作用的调控。这些过程释放的能量必须消散,使气体冷却、凝结并形成恒星。因此,气体如何冷却是理解星系形成的关键。\textit{Spitzer Space Telescope}红外光谱显示了一个星系的人口与弱的恒星形成和异常强大的H $_2$线发射。这是湍流耗散的特征,由大规模机械能注入维持。多相星际介质的冷却与H $_2$谱线的发射有关。这些结果对我们理解恒星形成的规律、反馈和星系形成的能量学有着深远的影响。在高红移湍流星系中H $_2$谱线能被强烈增强这一事实对于揭示H $_2$在星系聚集时代作为冷却剂的作用的\textit{James Webb Space Telescope}观测具有重要意义。