Herschel/HIFI Spectral Mapping of C$^+$, CH$^+$, and CH in Orion BN/KL: The Prevailing Role of Ultraviolet Irradiation in CH$^+$ Formation
CH $^+$离子是星际碳化学初始步骤中的关键物质。然而,它在不同环境中的形成还没有得到很好的理解,因为主要的产生途径是吸热的(4280 K),不太可能在分子云的典型温度下进行。我们研究CH $^+$的形成与CH $^+$ $J=1-0, 2-1$旋转跃迁的第一速度分辨光谱映射,三组CH $Λ$ -双三重线,$^{12}$ C $^+$和$^{13}$ C $^+$,和CH $_3$ OH 835~GHz E-对称Q分支跃迁,获得与Herschel/HIFI超过$\approx$ 12 arcmin $^2$集中在猎户座BN/KL源。我们提出的空间形态和运动学,云边界条件,激发温度,柱密度,和$^{12}$ C $^+$光学深度。表明C $^+$、CH $^+$和CH的发射出现在稀释气体中,在爆炸性、致密BN/KL流出物之外。我们的模型表明,紫外线照射提供了有利的条件,稳态生产CH $^+$在这种环境中。令人惊讶的是,没有发现这些物种的空间或运动学对应H $_2$ S(1)的排放跟踪冲击气体的流出。我们建议,C $^+$被消耗的快速生产的CO来解释缺乏C $^+$和CH $^+$的流出,荧光提供了水库H $_2$激发到更高的振转和旋转水平。因此,在恒星形成的环境中包含的冲击源和强紫外线辐射,CH $^+$的形成和激发条件的描述是不完整的,不包括重要的-可能占主导地位的-紫外线辐射的…
2016-04-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Star Formation Suppression Due to Jet Feedback in Radio Galaxies with Shocked Warm Molecular Gas
我们目前赫歇尔观测22个射电星系,选择的存在冲击,温暖的分子氢发射。我们测量并模拟了从紫外到远红外的33个波段的光谱能量分布(SED),以研究喷流反馈对恒星形成活动的影响。这些星系是大质量的早期型星系,具有正常的气尘比,覆盖了一系列的光学和红外颜色。我们发现,恒星形成率(SFR)被抑制了约3-6倍,这取决于分子气体质量是如何估计的。我们认为,这种抑制是由于无线电喷流驱动的冲击注入湍流到星际介质(ISM),这也权力的发光温暖的H2线发射。大约25%的样品显示抑制超过10倍。然而,SFR抑制的程度并不相关的指标,包括喷流功率,扩散X射线发射,或温暖的分子H2发射强度的喷气反馈,这表明,虽然注入湍流可能会影响恒星的形成,该过程并不是纯粹的参数化的量的机械能消散到ISM。射电星系与冲击温暖的分子气体覆盖范围广泛的SFR-恒星质量空间,表明这些星系是在各种各样的演化状态,从积极的恒星形成和丰富的气体静止和气体贫乏。SFR抑制似乎对中等气体丰富的星系的演化影响最大。
2016-06-06 astro-ph.GA
Herschel/HIFI Observations of Molecular Lines Toward G10.47+0.03
Institute of Astronomy Space and Earth Sciences(天文空间与地球科学研究所);Rosseland Centre for Solar Physics, University of Oslo(奥斯陆大学罗斯兰太阳物理中心);Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo(奥斯陆大学理论天体物理研究所);Instituto de Astrofı́sica de Andalucı́a, CSIC(安达卢西亚天体物理研究所,西班牙国家研究委员会);Xinjiang Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院新疆天文台);Adamas University(亚当斯大学);St. Xavier’s College (Autonomous)(圣泽维尔学院(自治));School of Physics and Astronomy, Yunnan University(云南大学物理与天文学院)
通过HIFI观测G10分子线,确定分子丰度和激发条件,揭示喷流活动及热核环境。
2026-02-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Shocked water in the Cep E protostellar outflow
以前在低角分辨率下的远红外观测报告了与低速外流激波和原恒星包层有关的水的存在。由中等质量的0级原恒星Cep E驱动的外流是迄今为止探测到的最明亮的外流之一。利用IRAM 30米望远镜,我们在Cep E恒星形成核心中搜索并探测到183 GHz的顺水线发射。发射来自原恒星附近的高速气体,在望远镜的主光束中无法分辨。利用Plateau de Bure干涉仪进行的2”分辨率的补充观测有助于确定探测到的发射源和发射气体的物理条件。水线剖面及其空间分布与SiO十分相似。我们发现,水的排放来自温暖的($\sim 200\K$),致密的($(1-2)\times 10^6\cmmt$)气体,其丰度提高了一到两个数量级的原恒星信封。我们检测到水排放的强烈冲击,从高速射流在1000 AU的原恒星。尽管望远镜的光束尺寸很大,但这种发射应该可以用赫歇尔探测到。
2011-01-12 astro-ph.GA
The Herschel-HIFI view of mid-IR quiet massive protostellar objects
我们提出了Herschel/HIFI观测(WISH KP)的14条水线在一个小样本的银河系大质量原恒星物体:NGC 6334 I(N),DR 21(OH),IRAS 16272 -4837,和IRAS 05358 +3543。我们分析了气体动力学从线的轮廓。通过使用RATRAN的观测建模,我们估计流出,流入,湍流速度,分子丰度,并调查与每个源的演化状态的任何相关性。分子线轮廓表现出一个广泛的组成部分,来自沿着与原恒星相关的腔壁的冲击,和一个下降(或IRAS 05358 +3543的膨胀)和被动加热的包络组件,与高度超音速湍流可能会增加与中心的距离。在6.3 × 10^{-5}和5.6 × 10^{-4} \msun yr^{-1}之间的吸积率是从我们的三个源观测到的陨石坑中推导出来的。外部水的丰度估计为几个10^{-8}的典型值,而内部水的丰度根据来源的不同而在1.7 10^{-6}到1.4 10^{-4}之间变化。我们确认,大质量恒星形成的区域是高度动荡的,动荡可能会增加与恒星的距离在信封。内部丰度低于预期的10^{-4},可能是因为我们观测到的谱线没有探测到足够深的内部包层,或者是因为通过原恒星紫外光子的光解离比预期的更有效。我们发现,在原恒星的信封,更高的是内部的丰度,更大的下沉/膨胀速度产生的冲击,将溅射水从内部区域的尘埃颗粒的冰地幔。受到冲击的物质必然在气相中形成高速水。
2016-01-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
CO in Protostars (COPS): $Herschel$-SPIRE Spectroscopy of Embedded Protostars
我们目前的全光谱扫描从200-670 $μ$ m的26个0+I类原恒星源,获得与$Herschel$ -SPIRE,作为“COPS-SPIRE”开放时间计划的一部分,补充的DIGIT和WISH键程序。基于我们从200-670 $μ$ m的几乎连续的、无谱线的光谱,与没有Herschel的测量相比,计算的辐射热光度($L_{\rm bol}$)平均增加50%,辐射热温度($T_{\rm bol}$)平均降低10%。使用$T_{\rm bol}$和$L_{\rm bol}$ / $L_{\rm submm}$,15颗原恒星具有相同的类。我们确定了从J=4-3到J=13-12的CO谱线的转动跃迁,以及$^{13}$ CO,HCO $^+$,H $_{2}$ O和[CI]的发射谱线。$^{12}$ CO与$^{13}$ CO的比率表明,对于$J_{\rm up}$ < 13,$^{12}$ CO发射保持光学厚。我们从旋转图中拟合了四个温度分量,并使用灵活的断点来分离这些分量。转动温度的分布表明,在100 K附近有一个初级粒子数,在$\sim$ 350 K附近有一个次级粒子数。我们量化了我们数据集中发现的每个线对的相关性,并且发现CO线的相关性强度随着两条CO线之间的$J$ -水平之间的差异的增加而降低。CO排放的多个起源先前揭示的速度分辨配置文件是一致的,如果每个物理组件有助于广泛的CO线…
2018-05-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Mapping water in protostellar outflows with Herschel: PACS and HIFI observations of L1448-C
利用Herschel-HIFI和PACS仪器分别拍摄的o-H2O 1_{10}-1_01}和2_{12}-1_01}跃迁图,研究了H2O沿L1448外流的空间分布、速度分布、与其它示踪剂的关系以及丰度变化。水的排放出现cluerous,与个别峰值对应的冲击点沿流出。大部分的557 GHz的线被限制在径向速度范围内\pm 10-50公里/秒,但扩展发射与L1448-C极高速(EHV)射流也被检测到。H2O 1_{10}-1_H201}/CO(3-2)比值随速度的变化很大,这可能反映了两种物质排放气体中不同的和变化的物理条件。在超高压喷流中,推断出低的H2O/SiO丰度比,这可能表明分子的形成是从原恒星风直接喷出的无尘气体。我们得到的平均Tkin和n(H2)值分别约为300-500 K和5 × 10 ^6 cm-3,而沿外流的水丰度相对于H2的数量级为0.5-1 × 10^{-6}。相当恒定的条件下发现所有沿流出意味着流出传播的时间尺度上的进化效应不发挥主要作用的H2O化学。我们的分析结果表明,大部分观察到的H2O线来自冲击后的区域,在那里的气体,被加热到高温后,已经冷却到几百K。相对较低的衍生丰度,但是,要求一些机制,以减少H2O气体在震后地区。在可能的情况下,我们赞成H2O光解,这需要叠加的低速非解离冲击与快速解离冲击能够产生足够强度的FUV场。
2012-10-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Water distribution in shocked regions of the NGC1333-IRAS4A protostellar outflow
我们提出的H2O的空间分布在两个明亮的冲击区域沿IRAS4A,其中一个最强的H2O发射器之间的0类流出的研究。我们获得了IRAS4A外流的Herschel-PACS图和两个冲击位置的HIFI观测。在557 GHz的38弧秒的最大HIFI光束映射在几个关键的水线不同的上能级,揭示可能的空间变化的线轮廓。我们在两个选定的位置检测到四条H_2O线和CO(16 - 15)。此外,从相关的流出和包络示踪剂的过渡检测。不同的气体成分与冲击确定的H2O排放。特别是,在流出的红色瓣的头部,两个不同的气体成分具有不同的激发条件区分在HIFI发射图:一个紧凑的组件,检测到的地面状态的水线,和一个更广泛的。假设这两个分量对应于在先前的H2O和CO研究中观察到的两个不同的温度分量,H2O发射的激发分析表明,(约3 arcsec)分量与热(T~1000 K)密度为~(1 - 4)x10^5 cm ^{-3}的气体,而扩展的(10 - 17 arcsec)则跟踪了温暖(T~300 - 500 K)和致密(~(3 - 5)x10^7 cm ^{-3})的气体。最后,利用在R2观测到的CO(16 - 15)发射,我们估计温暖和热组分的H2O/H2丰度分别为(7 - 10)x10 ^{-7}和(3 - 7)x10 ^{-5}。我们的数据使我们第一次能够在空间上解决以前用HIFI和PACS观察到的两个温度分量。我们建…
2014-06-24 astro-ph.GA
Water cooling of shocks in protostellar outflows: Herschel-PACS map of L1157
在Herschel星形成区水(WISH)关键计划的框架下,获得了几颗年轻恒星外流的水线图,以研究激波中水的产生及其在外流冷却中的作用。本文报告了该计划的第一个结果,提出了一个PACS地图的o-H2O 179微米过渡到年轻的流出L1157。179微米的地图进行比较与其他重要的冲击示踪剂,并与以前的单点ISO,SWAS,和奥丁水观测的同一来源,使我们能够限制水的丰度和总冷却。强的H2O峰定位在两个冲击发射节点和中心源位置。的H2O 179微米的排放空间相关的H2旋转线,激发在冲击导致显着增强的水丰度的排放。沿流出的水排放峰值也与其他冲击产生的分子物种,如SiO和NH3的峰值相关。在原恒星的位置也观察到一个强烈的H2O峰,在那里没有其他分子有显着的发射。179 um的绝对强度及其与Odin/SWAS先前观测到的H2O 557 GHz谱线的强度比表明,水的发射起源于温暖的致密团块,PACS无法在空间上分辨,H2O丰度为10^-4。这证明团块已经被加热足够长的时间以允许几乎所有可用的气相氧转化为水。总的水冷却量约为10^-1 Lo,约占H2冷却量的40%,占沿L1157外流的激波释放的总能量的23%。
2010-05-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
The methanol lines and hot core of OMC2-FIR4, an intermediate-mass protostar, with Herschel-HIFI
与大量关于低质量和高质量原恒星的物理和化学结构的研究相比,对中等质量原恒星的了解要少得多,中等质量原恒星是一类有助于阐明质量范围两端恒星形成机制的天体。我们提出的第一个结果,从丰富的HIFI光谱数据集上的中等质量的原恒星,OMC 2-FIR 4,在CHESS(化学Herschel SurveyS的恒星形成区)的关键计划。在554至961 GHz之间检测到的100多条甲醇谱线覆盖了40至540 K的上能级能量范围。我们的物理解释集中在热核上,但冷包层和冲击区在现实中也可能发挥作用,因为对谱线轮廓的分析表明存在多个发射成分。根据布居图、大尺度源模型和其他考虑因素,热核中甲醇丰度的上限为10^-6。这个值与以前在低质量热核中看到的丰度一致。此外,在最高频率处的最高能量线显示不对称的轮廓,这可能是由于围绕热核的下落引起的。
2010-08-15 astro-ph.GA
Shock-Enhanced C+ Emission and the Detection of H2O from Stephan's Quintet's Group-Wide Shock using Herschel
我们首次用赫歇尔光谱探测到了[OI]63和[CII]158微米的精细结构跃迁,以及斯蒂芬五重奏中35 x 15 kpc^2的受激星系际暗条中的一条para-H2O谱线。这条暗条被认为是当一个高速入侵者与星团内气体碰撞时形成的。PACS光谱仪的观测提供了宽(> 1000 km s^-1)的发光[CII]谱线轮廓以及较暗的[OI] 63微米发射的证据。SPIRE FTS观测揭示了细丝中几个位置的p-H2O(111-000)跃迁的水发射,但没有其他分子线。H2O谱线很窄,可能与密度较大的中速气体经历最强的冲击加热有关。[CII]/PAH(tot)和[CII]/FIR比率太大,无法通过PDR中的正常光电加热来解释。也可以排除HII区激发或X射线/宇宙射线加热。观测结果得出的结论是,大部分分子气体是扩散和温暖的。我们建议,[CII],[OI]和暖H2线的发射是由一个湍流级联,其中的动能从星系碰撞与IGM耗散到小尺度和低速度,通过冲击和湍流涡旋。低速磁震可以帮助解释[CII]/[OI]比值和观察到的相对较高的[CII]/H2比值。发现[CII]发射可以增强,在大规模的湍流区域的碰撞环境中的影响的解释[CII]发射在高z星系。
2013-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Interstellar Plunging Waves: ALMA resolves the physical structure of non-stationary MHD shocks
磁流体动力学(MHD)冲击是一种将大量能量注入星际介质(ISM)的剧烈事件,它极大地改变了ISM的物理性质和化学成分。这种冲击存在的间接证据已被报道,从特殊的化学检测到对各种天体物理冲击环境。然而,这些冲击的内部物理结构仍然没有得到解决,因为它们的预期空间尺度太小,无法用目前的仪器测量。在这里,我们报告的第一次检测到一个完全空间分辨,MHD冲击对红外暗云(IRDC)G034.77-00.55。由一氧化硅(SiO)探测并由阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)观察到的冲击与云的致密分子气体和附近超新星遗迹(SNR)W 44推向IRDC的分子气流之间的碰撞有关。由于SNR的增强的磁场,相互作用发生在亚秒差距的空间尺度上,使得MHD冲击的耗散区域足够大,可以用ALMA来解决。我们的观察表明,分子流-流碰撞可以由恒星反馈触发,诱导与大质量恒星形成所需的冲击分子气体密度相容。
2019-08-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
First spectrally-resolved H$_2$ observations towards HH 54 / Low H$_2$O abundance in shocks
背景:赫歇尔观测表明,低质量恒星流出物中的H $_2$ O分布类似于H $_2$发射。目前还不清楚,在中红外和近红外H $_2$分布中,哪种不同的激发组分与H $_2$ O有关。目的:目的是光谱解析H $_2$发射中观察到的不同激发分量。这将使我们能够识别与H $_2$ O相关的H $_2$对应物,并最终直接导出H $_2$ O相对于H $_2$的丰度估计。研究方法:我们提供了新的高光谱分辨率观测的H $_2$ 0-0 S(4),0-0 S(9)和1-0 S(1)对HH 54,一个明亮的附近的冲击区在南部的天空。此外,还给出了Herschel-HIFI H $_2$ O(2 $_{12}$ $-$ 1 $_{01}$)在1670~GHz的新观测结果.结果如下:我们的观测首次显示了不同H $_2$线的速度明显分离:0-0 S(4)线在$-$ 7 km~s $^{-1}$处的最低激发峰,而更受激发的0-0 S(9)和1-0 S(1)线在$-$ 15 km~s $^{-1}$处的最高激发峰。H $_2$ O和高-$_2$ CO似乎与H $_2$ 0-0 S(4)发射有关,它跟踪温度为700 $-$ 1000 K的气体组分.在面积为13 $^{\prime\prime}$的冲击气体中,相对于H $_2$ 0-0 S(4)的H $_2$ O丰度估计为$X$(H $_2$ O)$<$ 1.4 …
2014-09-09 astro-ph.GA
Seeds of Life in Space (SOLIS) VIII. SiO isotopic fractionation and a new insight in the shocks of L1157-B1
L1157-B1是0级原恒星L1157-mm驱动的蓝移外流激波区之一,是研究在极短时间尺度内从颗粒中喷射出的物质的理想实验室,即其化学成分代表了颗粒的成分。作为太空生命种子(SOLIS)大型项目的一部分,我们使用NOEMA干涉仪对$^{28}$ SiO、$^{29}$ SiO和$^{30}$ SiO J = 2-1发射向L1157-B1和B 0成像。我们在这里提出了一个SiO向L1157-B1同位素分馏的研究。此外,我们还利用高光谱分辨率观测的主要同位素,$^{28}$ SiO,研究射流对稠密气体的影响。我们在这里也提出了单碟观测获得的IRAM 30米望远镜和赫歇尔-HIFI。我们使用大速度梯度(LVG)代码对单碟观测进行了非LTE分析。从我们的观测中,我们可以发现:(i)即使在高速下,L1157-B1中主要同位素的(2-1)跃迁也是光学厚的;(ii)[ $^{29}$ SiO/ $^{30}$ SiO]比在整个源中是恒定的,与太阳值1.5一致。我们报告的第一个同位素分馏图的SiO在一个冲击区,并显示没有一个质量相关的分馏在$^{29}$ Si和$^{30}$ Si整个L1157-B1。$^{28}$ SiO中的高速子弹已被识别,显示出射流撞击致密气体的特征。利用本文中提出的数据集,无论是干涉测量还是单碟测量,我们都能够非常详细地研究在B1 a位置冲击的气体及其周围的气体。
2020-06-10 astro-ph.GA
Water in star-forming regions (WISH): Physics and chemistry from clouds to disks as probed by Herschel spectroscopy
总结了WISH关键计划的数据和结果,旨在提供一个遗留数据集来解决其物理和化学问题。WISH沿着光度和演化阶段的两个轴瞄准了约80个源:从低质量到高质量的原恒星,从星前核到原行星盘。H2O,HDO,OH,CO和[O I]的线与HIFI和PACS仪器,由探测紫外线,X射线或谷物化学分子补充观察。大多数的远红外线水的发射原恒星被发现是紧凑的,起源于温暖的外流和冲击气体在高密度和温度在至少两个物理组件。这种气体不能用低J CO谱线探测,只能用J>14探测。水是一种重要的但不是主要的冷却剂。它的丰度普遍较低,H2O/H2= 2 E-6,这表明激波和外流腔模型包括100-1000倍ISRF的紫外辐射。在冷的静止前恒星的核心和信封,水的丰度结构准确地探测通过速度分辨线配置文件,确认基本的化学网络。气态HDO/H2O比为0.025,远高于散装冰,是外部光解吸冰层和冷化学的代表。内部热核的水丰度很高,但变化范围从5E-6到2 E-4。对水气和冰的综合分析表明,多达50%的氧气预算可能会丢失,并讨论了可能的解释。水蒸气从磁盘的排放是微弱的,表明水冰被锁定在较大的卵石早期,这些卵石已经解决和漂移向内的第二类阶段。从数量上看,许多海洋的水冰是可用的。河外低J H2O发射主要是紧凑的碰撞激发。展望了未来的中远红外飞行任务。
2021-02-03 astro-ph.EP astro-ph.GA
SOFIA Far-infrared [O III] and [O I] Observations of Dense CO-knots in the Supernova Remnant Cassiopeia A: Multi-phase Ejecta
超新星遗迹中密集、快速移动的喷出物结是分子和尘埃形成的主要场所。我们目前的SOFIA远红外光谱仪FIFI-LS观测Cas A中的富CO结,覆盖了北部壳的~1平方弧分区域,在[O III] 52和88微米和[O I] 63微米线。FIFI-LS谱表明,[O III]和[O I]的谱线轮廓与Herschel PACS [O III]和CO谱线轮廓相似。我们发现,[O III]地图显示非常不同的形态比[O I]地图。[O III]图显示了弥散的大尺度结构,两条[O III]线的比率表明在所绘制的区域内存在密度范围为500 - 10,000/cm ^3的气体。相反,[O I]图显示与密集的富CO结相关的明亮发射。63微米的[O I]线描绘了冷却的、致密的冲击后喷出物气体。我们发现,IR占主导地位的[O III]发射是从后冲击气体的基础上,其形态,高柱密度,和速度分布。我们描述了多相喷出物结,一生的团块,和生存的年轻超新星遗迹的尘埃。
2019-06-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Herschel and JCMT observations of the early-type dwarf galaxy NGC 205
我们提出了赫歇尔尘埃连续体,詹姆斯克拉克麦克斯韦望远镜CO(3-2)的观测和搜索[CII] 158微米和[OI] 63微米谱线发射的最明亮的早期型矮卫星仙女座,NGC 205。虽然直接气体测量(Mgas ~ 1.5e+6 Msun,HI + CO(1-0))与NGC 205现今气藏的理论预测不符(> 1 e +7 Msun),我们根据新的气体质量估计(CO(3-2),[CII],[OI])和通过尘埃连续发射间接测量星际介质含量。基于Herschel的观测,覆盖了70到500微米的宽波长范围,我们能够探测NGC 205中的全部尘埃含量(Mdust ~ 1.1-1.8e+4 Msun,Tdust ~ 18-22 K),排除了大质量冷尘埃成分的存在(Mdust ~ 5e+5Msun,Tdust ~ 12K)。假设合理的气尘比约为400,NGC 205中的尘埃质量转化为气体质量Mgas约为4- 7 e +6 Msun。未检测到[OI]和较低的L_[CII]与L_CO(1-0)线强度比(~ 1850)意味着分子气相在NGC 205中被CO分子很好地示踪。我们估计在NGC 205中与[CII]发射PDR区域相关的原子气体质量为1.5e+4 Msun。根据NGC 205北区的CO(3-2)部分图,我们导出了分子气体质量为M_H_2 ~ 1.3e+5 Msun。[删节]
2012-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
First detection of Hydrogen Chloride towards protostellar shocks
我们提出了第一次检测氢氯在原恒星冲击,通过观察在626 GHz的基本过渡与赫歇尔HIFI光谱仪。我们检测到三条超精细线中的两条,从中我们得出线不透明度< 1。使用非LTE LVG代码,我们约束HCl柱密度、温度和排放气体的密度。排除了发射起源于分子云的假设,因为这意味着太密集的气体。相反,假设发射起源于先前在IRAM PdB干涉仪上观察到的10”-15”尺寸的冲击气体,我们得到:N(HCl)=0.7-2 × 10(13)cm-2,温度> 15 K,密度> 3 × 10(5)cm-3}。结合Herschel HIFI CO(5-4)观测,可以进一步限制气体密度和温度,10(5)-10(6)cm-3和120-250 K,以及HCl柱密度,2 x 10(13)cm-2,最后,丰度:3-6 x 10(-9)。估计的HCl丰度与之前在低质量和高质量原恒星中观察到的丰度一致。L1157-B1激波中来自挥发性和难熔颗粒组分的物种增强,这一令人困惑的结果表明,与先前的化学模型预测相反,HCl不是气相中氯的主要储存库,或者L1157-B1中元素氯的丰度很低。天体化学模拟表明,HCl实际上是在低温下,在冲击发生之前在气相中形成的,而后者并没有增加其丰度。
2011-10-18 astro-ph.GA
The CHESS survey of the L1157-B1 shock region: CO spectral signatures of jet-driven bowshocks
Herschel前所未有的灵敏度加上HIFI光谱仪的高分辨率,可以在比目前更高的激发范围内研究分子流出中的强度-速度关系I(v)。在CHESS Key计划的过程中,我们用HIFI观测到了L1157-B1明亮弓形激波区的J=5-4和J=16-15之间的CO转动跃迁,用IRAM-30 m和CSO望远镜观测到了J=1-0、2-1和3-2之间的CO转动跃迁。我们发现所有的谱线轮廓I_{CO}(v)都能很好地用三个指数律exp(-)的线性组合拟合|v/v_0| v_0= 12.5,4.4和2.5km/s时的平均速度。当J_up > 13时,第一种组分在CO发射中占主导地位,同时也是SiO和H_2O的高激发谱线。第二个分量在3 < J_up < 10时占主导,第三个分量在J_up < 2时占主导。我们表明,这些指数是准等温冲击气体成分的签名:对L1157-B1弓形激波(T= 210 K),与B1(T= 64 K)和老腔L1157-B2(T= 23 K),分别与流出腔的壁射流的影响。在大速度梯度近似下对CO谱线通量的分析进一步表明,在J=20之前,发射来自接近LTE的致密气体(n(H2)> 1 e5 - 1 e6 cm-3)。我们发现,在各种其他分子外流中观察到的CO J=2-1强度-速度关系令人满意地符合类似的指数律,这可能是它们的夹带过程的重要线索。
2012-08-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
The CHESS survey of the L1157-B1 bow-shock: high and low excitation water vapor
由年轻的原恒星提供动力的分子外流强烈地影响了出生分子云的运动学和化学,通过强烈的冲击,导致几个物种的丰度发生重大变化。作为“恒星形成区的赫歇尔化学巡天”保证时间关键计划的一部分,我们的目标是调查在L1157分子流出的最亮激波区B1的H20的物理和化学条件。我们观察到几个ortho和para-H2O转换使用HIFI和PACS仪器上的赫歇尔,提供了详细的图片的运动学和空间分布的气体。我们进行了LVG分析,推导出H2O冲击物质的物理条件,并最终获得其丰度。我们检测到13个H2O线探测范围广泛的激发条件。PACS图显示,H2O痕迹与流出物相关的微弱和扩展的发射,也与556.9 GHz的o-H2O线中的HIFI以及紧凑(~10”)明亮的高激发区域有关。弓形激波中H2O谱线的LVG分析表明存在两种不同激发条件的气体组分:一个温暖(Tkin~200-300 K)和致密(n(H2)~(1-3)x10^6 cm-3)的组分,假设范围为10”,(Tkin~900-1400 K,n(H2)~10^3-10^4 cm-3)气体组分,这是解释高Eu跃迁谱线通量所必需的。暖、热H2O气体组分的丰度分数估计分别为(0.7-2)x10^{-6}和(1-3)x10^{-4}。最后,我们确定了一个额外的组件在HIFI光谱的H2O线连接的基态水平的吸收,可能产生的光解吸的冰地幔的水富集层在云的边缘。
2013-11-12 astro-ph.GA
Steady Wind-Blown Cavities within Infalling Rotating Envelopes: Application to the Broad Velocity Component in Young Protostars
在整个宇宙中,从形成的低质量恒星到超大质量黑洞,在广泛的吸积物体周围都观察到了风驱动的外流。我们研究了中央各向同性风和下落,旋转,信封之间的相互作用,确定在弱混合的假设下,在他们的界面处形成的稳态空腔形状。所得到的风吹空腔的形状是细长的和自相似的,其物理尺寸由风冲压压力和包封热压力之间的比率确定。我们计算的增长之间的冲击风和偏转包络线的温暖的湍流混合层,并计算由此产生的宽线剖面,假设的线性(Couette型)的速度分布在整个层。然后,我们测试我们的模型对温暖的广泛的速度分量在CO $J$ =16- 15中观察到的赫歇尔/HIFI在原恒星蛇主SMM 1。考虑到SMM 1周围尘埃包层的温度和密度的独立观测约束,我们发现它的所有观测特性都非常匹配(线轮廓,动量,温度)和SMM 1流出腔宽度,以获得物理上合理的参数集:风与下落质量通量之比$\simeq 4\%$,风速$v_{\rm w} \simeq 30$ km/s,CO和H的星际丰度$_2$,以及与实验室实验一致的湍流夹带效率。由此推断出的喷射率与盘吸积率之比$\simeq 6-20\%$与当前的盘风理论相一致。因此,该模型提供了一个新的框架,以协调适度的外流腔的宽度在原恒星与大的观测流速。由于自相似,它也适用于更广泛的天体物理背景。
2020-07-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Disentangling the jet emission from protostellar systems. The ALMA view of VLA1623
背景:对0级原恒星的高分辨率研究是限制原恒星形成模型的关键。VLA 16234 -2417代表0类原恒星的原型,最近被确认为一个三重非同时代系统。目的:利用激波气体示踪剂研究VLA 16234 -2417中喷流的物理性质。研究方法:ALMA循环0早期科学观测CO(2-1)在扩展配置与以前的SMA CO(3-2)和赫歇尔-PACS [OI}] 63微米的观测结果进行了比较。气体形态学和运动学进行了分析,以约束的物理结构和起源的原恒星流出。结果:我们揭示了与来自源B的约8“(约960 AU)处的[OI] 63微米发射相关的准直喷流分量。这个新探测到的喷流分量与A源驱动的大规模外流方向相反,它与非常接近B源(约0.3“)的紧凑而快速的喷流排放对齐,而不是与A盘垂直的方向对齐。我们还在低投影速度下检测到一个类似空腔的结构,它围绕着[OI] 63微米的发射,可能与源A驱动的外流有关。最后,没有致密流出排放与源W。结论:我们的高分辨率ALMA观测似乎表明,有一个快速和准直喷流成分与源B。这种情况将证实源B比A年轻,它处于非常早期的演化阶段,并且相对于由A驱动的大规模较慢的外流,它驱动更快,更准直,更紧凑的喷流。然而,一个由A驱动的旋进喷流的不同情景不能从目前的观测中完全排除。
2015-08-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Water Abundance and Ortho-Para Ratio in the S140 Photon Dominated Region
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院喷气推进实验室);Columbia University(哥伦比亚大学);Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université(巴黎天文台,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学);Instituto de Física Fundamental (CSIC)(基础物理研究所(西班牙高等科学研究委员会))
本研究分析赫歇尔卫星对S140光子主导区的光谱数据,约束水蒸气丰度与正仲比,发现水主要存在于深层低温区域,且正仲比符合局部气体温度下的LTE假设。
2026-10-06 astro-ph.GA
Tracing AGN Feedback Power with Cool/Warm Outflow Densities: Predictions and Observational Implications
Max Planck Institute for Astronomy(马克斯·普朗克天文学研究所);Newcastle University(纽卡斯尔大学);Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(平顿研究所计算天体物理中心)
通过冷/暖喷流密度与AGN亮度的关系,研究AGN反馈功率的预测及观测意义。
2026-02-05 astro-ph.GA
Lurking systematics in predicting galaxy cold gas masses using dust luminosities and star formation rates
我们使用星系从赫歇尔参考调查评估常用的间接预测的冷气质量。我们使用红外尘埃排放和气体耗尽时间方法校准冷中性原子和分子气体的预测,这些方法是自洽的,具有约20%的准确度(在总冷气体质量的预测中具有最高的准确度)。然而,适度的系统残留依赖性被发现在所有的校准,这取决于分子和原子气体之间的分区,并可以超过/低于预测气体质量高达0.3dex。正如预期的那样,基于尘埃的估计在预测总气体质量方面最好,而基于耗尽时间的估计只能预测(恒星形成)分子气体质量。此外,我们建议在将这些预测应用于高z星系时要谨慎,因为当对主导气相做出不正确的假设时,可能会出现显著的(0.5dex或更多)误差。使用预测的气体质量导出的任何标度关系可能与所使用的校准比与实际观察到的星系更密切相关。
2018-01-26 astro-ph.GA
APEX-CHAMP+ high-J CO observations of low-mass young stellar objects: III. NGC 1333 IRAS 4A/4B envelope, outflow and UV heating
NGC 1333 IRAS 4A和IRAS 4 B源是研究得最好的第0阶段低质量原恒星之一,它们驱动着显著的双极外流。到目前为止,大多数研究都集中在这些地区的较冷部分(T<30 K)。目的是确定原恒星包层较温暖部分的特征,以便量化原恒星在冲击、紫外线加热、光解离和外流扩散方面对其周围环境的反馈。获得了该区域的完全采样的大比例尺地图; APEX-CHAMP+用于12 CO 6-5、13 CO 6-5和[CI] 2-1,JCMT-HARP-B用于12 CO 3-2排放。在源位置收集CO及其同位素的互补Herschel-HIFI和地面线,从1-0到1 - 0 -9(Eu/k 300 K)。尘埃和谱线的辐射传输模型用于确定流出和紫外加热气体的温度和质量,并推断CO丰度结构。宽CO发射线轮廓跟踪夹带冲击气体沿流出壁,典型的温度为~ 100 K。在外流和原恒星周围的其他位置,6-5线轮廓很窄,表明紫外线激发。窄的13 CO 6-5数据首次直接揭示了紫外加热的气体分布。从12 CO和13 CO 6-5图中发现UV加热和流出气体的量是相当的,这意味着UV光子可以影响气体的流出。整个区域的弱[CI]发射表明缺乏CO解离光子。C18 O线的建模表明,在整个信封中的CO冻结出来,并重新加载到气相中的“滴”丰度分布的必要性,从而提供定量的证据CO冰蒸发区周围的原恒星。内部丰度小于CO/H_2= 2.7 ×…
2012-03-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Diagnosing shock temperature with NH$_3$ and H$_2$O profiles
在以前对L1157 B1激波腔的研究中,NH $_3$(1 $_0$ - $0_0$)和H $_2$ O(1 $_{\rm 10}$ -1 $_{\rm 01}$)跃迁之间的比较表明,它们的谱线有显著的不同,H $_2$ O的发射速度肯定更高。这种行为被解释为在B1腔的外流中的激波后气体中发生的高温气相化学反应的结果。如果氨和水之间的行为差异确实是激波通过期间达到的高气体温度的结果,那么人们应该发现这种差异在化学丰富的流出物中是普遍存在的。为了确定在NH $_3$和H $_2$ O之间观察到的曲线差异是L1157独有的还是化学富集流出物的共同特征,我们对NH $_3$进行了Herschel-HIFI观测(1 $_0$ -0 $_0$)线,在H $_2$ O中已经观察到的8个明亮的低质量流出斑点的样品中,频率为572.5 GHz(1 $_{\rm 10}$ --1 $_{\rm 01}$)线在WISH KP内。我们在大多数流出位置检测到了高速下的氨排放。在所有情况下,水排放达到比NH $_3$更高的速度,证明这种行为并不排除L1157-B1位置。与气体颗粒化学和冲击模型的比较证实,对于这个较大的样品,氨的行为主要由气体的温度决定。
2016-07-18 astro-ph.GA
Strong C+ emission in galaxies at z~1-2: Evidence for cold flow accretion powered star formation in the early Universe
我们最近使用红移(z)早期宇宙光谱仪(ZEUS)在8个恒星形成星系中检测到红移为1至2的[CII] 157.7微米线。我们的样本目标恒星形成的主要来源检测PAH排放。这代表了在恒星形成高峰时期对[CII]观测的重要补充。我们已经扩大了这一调查与观察的[OI] 63微米线和远红外测光的PACS和SPIRE赫歇尔仪器以及斯皮策IRS光谱从文献显示PAH功能。我们的热源具有高于平均水平的燃气加热效率,许多热源的[OI]/FIR和[CII]/FIR都在~1%或更高。相对较强的[CII]发射与我们的来源是一致的,主要是恒星形成动力的PDR,延伸到kpc尺度。我们认为,在这些系统中的恒星形成模式遵循施密特-肯尼库特定律类似于本地系统,但在一个更高的速度,由于分子气体表面密度的10至100倍,本地恒星形成系统。高分子气体表面密度的来源可能是来自宇宙网的中性气体的下落。除了高[CII]/FIR值,我们还发现高[CII]/PAH比率,并在至少一个来源,一个凉爽的尘埃温度。这个源SWIRE 4-5在这些诊断中与Stephan五重态的冲击区域相似,这表明除了正常的光电加热之外,另一种[CII]激发模式可能有助于观察到的[CII]线。
2014-11-21 astro-ph.GA
Atomic-to-molecular gas phase transition triggered by the radio jet in Centaurus A
NGC 5128(Centaurus A)是研究本域宇宙中活动星系核反馈的最好例子之一。在距离银河系13.5千秒差距处,最近恒星形成的光学细丝沿着无线电喷流方向排列。我们使用阿塔卡马探路者实验(APEX)映射CO(2-1)发射沿纤维结构。在4.2 kpc结构上发现了8.2x10^7 Msun的分子气体质量,约占NGC 5128冷气体总质量的3%。两个尘埃主要是分子结构被确定,以下的光学纤维。该区域对应于无线电喷流与北部HI壳的交叉,来自过去的星系合并。一个灯丝位于HI壳层的边界,而另一个完全是分子,没有HI气体。分子质量与壳层中的HI质量相当,这表明原子气体被无线电喷流冲击并转化为分子云的情况。比较合并FIR赫歇尔和UV GALEX估计在同一地区的恒星形成率导致超过10 Gyr的耗尽时间。因此,在将分子气体转化为恒星方面,细丝的效率低于圆盘。沿喷流/气体界面的冲击触发的动能注入是一个可能的过程,似乎是一致的MUSE线比诊断在一个较小的区域的北部灯丝。活动星系核是否是这一能量输入的唯一来源,以及这一过程的主导模式(机械与辐射)是什么,仍然有待研究。
2016-08-01 astro-ph.GA
Water emission from the chemically rich outflow L1157
在Herschel-WISH关键计划的框架内,用HIFI仪器在L1157云的两个弓形激波区(B2和R)观测了频率范围为500 - 1700 GHz的几条正H2O和仲H2O发射线。主要目的是分析水发射谱线作为蓝(B2)和红移(R)波瓣中物理条件的诊断,以比较激发条件。在B2和R中共观察到5个邻位和对位H_(216)O和1个邻位H_(218)O跃迁,其激发能范围较宽(27 K<=Eu<=215 K)。在两个冲击区域观察到的H2O光谱表明,H2O剖面在两个区域中明显不同。特别是,在弓形激波R,我们观察到广泛的(约30公里s-1相对于环境速度)红移的翅膀,在不同的激发峰值线在不同的红移速度。B2谱与较窄的速度范围(~6 km s-1)相关,在系统速度处达到峰值。激发分析表明,对于B2,柱密度NH 2 O <=5{ \times }1013 cm-2的低值,105 <= nH 2 <=107 cm-3的密度范围,以及温暖的温度(>=300 K)。在R区的光谱中存在宽的红移翼和多个峰,促使了两个组件的建模。高速度与相对低的温度(~ 100 K)、NH 2 O { \simeq }5{\times }1012-5{ \times }1013 cm-2和密度nH 2 { \simeq }106-108 cm-3有关。非常致密的气体(nH 2 ~108 cm-3)和低柱密度(NH 2 O <5{ \…
2011-11-02 astro-ph.GA
Supernova Shocks in Molecular Clouds: Shocks Driven into Dense Cores in IC 443 and 3C 391
本研究通过红外观测和理论模型,揭示了IC 443和3C 391中超新星激波进入致密分子核的两种激波条件,证明这些明亮团块为前恒星核,且短期内不会形成恒星。
2024-11-06 astro-ph.GA
The density structure of the L1157 molecular outflow
我们提出了一个多线CS调查最明亮的弓激波B1的原型化学活性原恒星流出L1157。我们利用了在恒星形成区化学赫舍尔巡天(CHESS)和IRAM天体化学巡天(ASAI)关键科学计划框架内获得的(亚)毫米数据。我们检测到$^{12}$ C $^{32}$ S、$^{12}$ C $^{34}$ S、$^{13}$ C $^{32}$ S和$^{12}$ C $^{33}$ S发射,总共18个跃迁,其中$E_{\rm u}$高达$\sim$ 180 K。前所未有的灵敏度的调查,使我们能够仔细分析的线剖面,揭示高速排放,高达20公里秒$^{-1}$相对于系统。的配置文件可以很好地拟合由两个指数的法律,是非常相似的,以前发现使用CO的组合。这些组件已与空腔壁产生的$\sim$ 2000年B1冲击和老年人($\sim$ 4000年)B2冲击,分别。低激发和高激发CS发射的组合被用来适当地采样在冲击区域中预期的不同物理成分。我们的CS观察表明,这种分子突出了L1157中由间歇流出产生的致密的腔壁,$n_{\rm H_2}$ = 1- 5 $\times$ 10 $^{5}$ cm $^{-3}$。此外,最高激发(E $_u$ $\geq$ 130 K)CS线为我们提供了密集(1--5 $\times$ 10 $^{6}$ cm $^{-3}$)气体的特征,与解离J型激波的分子重组区有关,预计在旋进…
2014-10-30 astro-ph.GA
Radiative and mechanical feedback into the molecular gas in the Large Magellanic Cloud. II. 30 Doradus
为了探索个别恒星形成区域中温暖分子气体的物理条件和激发机制,我们对LMC中的30个剑鱼座进行了Herschel SPIRE FTS观测。在我们的FTS观测中,ISM中的重要FIR冷却线,包括CO J=4-3至13-12,[CI] 370微米和[NII] 205微米,被清楚地检测到。结合地基CO数据,我们在60 pc x 60 pc区域上构建了10 pc尺度的CO谱线能量分布(SLED),发现观测到的CO SLED的形状在30个剑鱼座上发生了很大变化,例如,峰过渡从J=6-5变化到10-9,而由高J与中J之比表征的斜率范围从0.4到1.8。为了检查CO跃迁中这些变化的来源,我们分析了CO观测,以及[CII] 158微米,[CI] 370微米,[OI] 145微米,H2 0-0 S(3)和FIR光度数据,使用最先进的PDR和冲击模型。我们的详细模拟表明,观测到的CO排放可能来自高度压缩的(热压力~ 1 e7 - 1 e9 K cm-3)在0.7-2 pc尺度上聚集,这可能是由紫外光子(紫外辐射场~ 1 e3 - 1 e5 Mathis场)或低速C型激波(激波前介质密度~ 1 e4 - 1 e6 cm-3,激波速度~ 5-10 km s-1)产生的。然而,考虑到剑鱼座30中的恒星含量,我们暂时排除了CO激发的恒星起源,并得出结论,由kpc尺度过程驱动的低速冲击(例如,银河系和麦哲伦云之间…
2019-05-24 astro-ph.GA
Oxygen in the protostellar clump OMC-2 FIR4
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所);University of Helsinki(赫尔辛基大学);Max-Planck-Institut für Radioastronomie(马克斯·普朗克射电天文研究所);Radboud University(拉布德大学);Universität zu Köln(科隆大学)
利用SOFIA和APEX等望远镜观测OMC-2 FIR4的OI、OH、H2O等谱线,通过膨胀球壳模型分析,发现原子氧在激波气体中丰度远高于水,表明其源于强紫外辐射下的解离J型激波。
2026-06-16 astro-ph.GA
Low-velocity shocks traced by extended SiO emission along the W43 ridges: witnessing the formation of young massive clusters
大质量恒星的形成与其母云的形成紧密相连。我们在这里集中在W 43的高密度部分,一个分子云正在经历一个有效的形成事件。云的结构进行了研究,从赫歇尔连续图在70,160,250,350和500微米的柱密度图像。我们发现了两个高柱密度的对流云,分别称为W 43-MM 1和W 43-MM 2脊,它们都能解释10^23 cm-2以上、5和14 pc ^2区域内的1.5x10^4 Msun气体质量。我们用N_2H^+ 1- 0线证实了W 43-MM 1和W 43-MM 2脊是速度相干和重力束缚的结构,尽管它们的速度色散很大,线宽约为5公里。W 43大型计划最令人感兴趣的结果是明亮的宽分布SiO2--1发射:1--11 K kms$,延伸面积约为28 pc^2。它集中在W 43-MM 1和W 43-MM 2脊及其附近,导致总光度为L_SiO2 -1 ~4 10^4 K kms kpc^2pc^2。我们测量了SiO~2- 1谱线的光度和速度范围之间的陡峭关系,并建议用它来区分这里观测到的低速激波和与大质量年轻恒星外流有关的更经典的高速激波。我们使用最先进的激波模型证明,低速(<10 km ^-1)激波中的少量(10%)Si原子最初处于气相或颗粒地幔中,可以解释W 43中观测到的SiO柱密度。高密度气体(n_H2>10^4-10^5 cm^-3)和受冲击的SiO气体在空间和速度上的重叠表明,洋脊可能…
2013-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA