Cloud Properties and Correlations with Star Formation in Numerical Simulations of the Three-Phase ISM
我们应用基于重力和基于密度的方法来识别云的恒星形成,三相星际介质(ISM)的数值模拟,并比较它们的属性和它们的全球相关性随着时间的推移与恒星形成率。基于引力的方法可以识别出质量为M ~ 10^3 - 10^4 M_solar、密度为n_H ~ 100 cm^-3、传统维里参数α_v ~ 0.5 - 5的束缚天体。对于由密度阈值n_H,min定义的云,在较高的n_H,min下,平均维里参数减小,真正束缚的物质的比例增加。令人惊讶的是,即使当α_v < 2时,这些云也可以是非束缚的,并且高质量云(10^4 - 10^6 M_solar)通常是非束缚的。这表明,传统的alpha_v充其量只是ISM中有界性的近似度量。所有云的内部湍流运动都随着尺度的增加而增加,其速度为σ ~ 1 km/s(R/ pc)^[1/2],与观测到的关系相似。束缚结构只占总模拟质量的一小部分,每自由落体时间的恒星形成效率为0.4。对于n_H,min = 10 - 100 cm^-3,Δ Hff = 0.03 - 0.3,随密度增加而增加。对不同nH,min时SFR(t)与聚集体质量M(nH,min;t)的时间相关分析表明,恒星形成的时间延迟为tdelay ~ tff(nH,min)。SFR(t)和M(nH,min;t)之间的相关性在较高的n_H,min时系统地变紧。考虑到中等密度气体,选择高维里参数云改善了与SF…
2019-11-12 astro-ph.GA
Jet--ISM Interactions in Gaseous Disks: Simulating Kinetic Feedback in the Radio Galaxy 3C 326 N
Zhejiang University(浙江大学);Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学间天文与天体物理中心);Savitribai Phule Pune University(萨维特里拜·普勒浦那大学);Université de la Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);Observatoire de la Côte d’Azur(蔚蓝海岸天文台);Laboratoire Lagrange(拉格朗日实验室);The Australian National University(澳大利亚国立大学);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);Leibniz Institute for Astrophysics(莱布尼茨天体物理研究所)
利用三维相对论流体动力学模拟研究非均匀气体盘中喷流-星际介质耦合,探索不同云配置等参数空间,发现其受云配置强烈影响,结果能重现3C 326 N观测特性。
2026-07-07 astro-ph.GA
The properties of the ISM in disc galaxies with stellar feedback
我们进行孤立的盘星系的计算,调查ISM的性质,分子云的性质,以及全球恒星形成率取决于恒星反馈的水平。我们采用一个简单的物理模型,其中包括银河系的潜力,一个标准的冷却和加热的ISM处方,和自引力的气体。恒星反馈是通过将能量注入致密的引力坍缩气体来实现的,但与施密特-肯尼库特关系无关。我们得到的气体的分数,填充因子为不同阶段的ISM在合理的年龄与观察。超新星被发现是至关重要的再现ISM的不同组成部分的标度高度,和速度分散。在模拟中形成的GMC显示与观察相似的质谱,其归一化取决于反馈水平。我们发现约40%的云表现出逆行旋转,由云-云碰撞引起。我们得到的恒星形成率是在良好的协议与观察到的施密特-Kennicutt关系,并不强烈依赖于我们假设的恒星形成效率,在很大程度上是自我调节的反馈。我们还调查的螺旋结构的影响,通过比较计算和没有螺旋组件的潜力。与螺旋势的主要区别在于,更多质量的GMC能够在螺旋臂中积累。因此,即使有恒星反馈,我们也能够重现大质量的GMC,以及在许多宏伟设计的星系中看到的马刺。螺旋势的存在对恒星形成率没有明显的影响,但可以通过形成长寿命的强束缚云来间接增加恒星形成率。
2011-07-01 astro-ph.GA
The Evolution of Gas Clouds Falling in the Magnetized Galactic Halo: High Velocity Clouds (HVCs) Originated in the Galactic Fountain
在银河喷泉的假设中,超新星和/或恒星风将物质推进星系晕。当物质冷却时,它凝结成云。利用FLASH三维磁流体动力学模拟,我们模拟和研究了这些气体云形成并开始向银道面下落后的动力学演化。在我们的模拟中,我们假设气体云在银河系中平面上方z=5 kpc的高度形成,然后开始从静止状态下降。我们调查云的演化,动力学,和相互作用的星际介质(ISM)的云的初始质量的影响。我们发现,云与足够大的初始密度(> 0.1氢原子每立方厘米)充分加速,并保持足够大的柱密度被观察到,并确定为高速云(HVC),即使ISM是弱磁化(1.3微高斯)。我们还研究了各种可能的磁场配置的影响。正如预期的那样,当磁场很强并且垂直于云的运动时,ISM的阻力最大。在磁场与银河平面成对角线的情况下,云的轨迹由磁场线引导。模型云模拟表明,云和ISM之间的相互作用可以理解通过类比的激波管问题,其中涉及冲击和稀疏波。我们还讨论了加速的环境气体,从云烧蚀的材料的流光,和云的演变从一个球形的磁盘或雪茄形状的对象。
2009-06-02 astro-ph.GA
HURACAN: A comparison of stellar and interstellar proper motions inside L1688
University of Vienna(维也纳大学)
本研究首次直接测量蛇夫座L1688分子云内星际介质的横向运动,发现其与年轻恒星运动存在偏差,证实恒星反馈对星际介质运动的塑造作用,并指出近红外观测为星际介质动力学研究提供新途径。
2026-10-19 astro-ph.GA
Large Interstellar Polarisation Survey II. UV/optical study of cloud-to-cloud variations of dust in the diffuse ISM
众所周知,弥漫性星际介质的尘埃性质在大尺度上表现出对不同视线的变化。我们研究了小尺度和云与云之间沙尘特征的变化。我们使用低分辨率光谱偏振数据的背景下获得的大型星际偏振调查(LIPS)对59视线在南半球,我们适合这些数据使用的尘埃模型组成的硅酸盐和碳颗粒的大小从分子到亚微米域。大(> 6 nm)的长球形硅酸盐解释了观察到的偏振。对于32条视线,我们用UVES存档的高分辨率光谱补充了我们的数据集,这使我们能够建立单个云或多个云对单个视线的存在。我们发现这35条视线中的大多数与两个或更多的云相交,而其中8条视线由一个单一的吸收云主导。我们确认了几个消光和参数的Serkowski定律与尘埃参数之间的相关性,但我们也发现以前未检测到这些参数之间的相关性,这些参数仅在单云视线有效。我们发现,星际偏振从多云小于从单云视线,表明存在第二个或更多的云去极化传入的辐射。我们发现云与云之间的尘埃特征变化很大。然而,当我们在单云或多云视线中平均足够大数量的云时,我们总是得到相似的平均尘埃参数。典型的单云沙尘丰度为[C]/[H] = 92 ppm和[Si]/[H] = 20 ppm。
2017-11-23 astro-ph.GA
Demonstration of magnetic field tomography with starlight polarization towards a diffuse sightline of the ISM
具有恒星距离和偏振信息的大数据集的可用性将使得在不久的将来能够对星际磁场(天空投影平面)进行层析重建。我们证明了这种分解的扩散ISM的一个小区域内的可行性。我们结合使用RoboPol偏振仪获得的星光(R波段)线性偏振测量与第二盖亚数据发布的恒星距离。恒星样本在R波段的亮度超过17等,距离太阳有几千秒差距。HI发射光谱揭示了沿视线方向存在两个不同的云。我们分解的视线整合恒星偏振,以获得两个云的平均偏振特性。这两种云在柱密度和偏振特性方面表现出显着的差异。它们的平均天平面磁场方向相差60度。我们展示了如何我们的层析分解可以用来约束我们的估计的云的偏振效率以及偏振尘埃发射的偏振角的频率依赖性。我们还展示了一种新的方法来约束云的距离基于这种分解。我们的研究结果代表了丰富的信息,可以从ISM磁场的断层扫描图获得的预览。
2019-02-11 astro-ph.GA
Massive star feedback in the Magellanic Clouds and the tidal Bridge
大质量恒星具有深远的反馈效应,在局部、全球和宇宙尺度上改变周围环境。利用适当的恒星大气模型对大质量恒星进行光谱分析,对于详细研究大质量恒星反馈是非常重要的。我们讨论了最近的紫外线和光学研究的大规模的贫金属恒星,包括那些金属丰度范围从一半到二十分之一的太阳能,连接大规模的ISM结构中的麦哲伦云和潮汐麦哲伦桥。我们提出了电离通量从大质量恒星与低金属随着机械能,我们进一步比较这些在ISM中观察到的能量。这些结果对麦哲伦星云中的热气体和电离光子的泄漏提供了线索。本文概述了从单个大质量恒星到群体级集体反馈的反馈,各种反馈机制(辐射,风,超新星)的意义,以及ISM物理条件的影响
2022-11-17 astro-ph.GA
Influence of galactic arm scale dynamics on the molecular composition of the cold and dense ISM I. Observed abundance gradients in dense clouds
目标。我们研究了大尺度动力学对稠密星际介质分子组成的影响。方法.我们通过银河系尺度下的星际介质动力学跟踪了致密云(亚秒差距尺度)的形成。我们使用平滑粒子流体动力学(SPH)模拟的结果,从中我们提取的物理参数,作为我们的完整的气体颗粒化学模型的输入。在这些模拟中,星际物质的演化被跟踪了大约5000万年。温暖的低密度星际介质气体流入螺旋臂,在那里轨道拥挤产生了致密云的冲击波,这些云被外部压力暂时保持在一起。结果我们表明,根据每个SPH粒子的物理历史,即使当地的物理性质是相似的,模型化的密集云的分子组成的计算丰度呈现出高的分散。我们发现碳链是受影响最大的物种,并表明这些差异直接与(1)电子分数,(2)C/O比和(3)局部物理条件的差异有关。我们认为,在动态演化的气体,形成致密的云的差异可以解释这些云之间和内部观察到的分子多样性。结论.这项研究表明,过去的物理条件在建立重介质的化学成分的重要性。
2017-12-18 astro-ph.GA
Direct measurement of ISM proper motion with image registration
University of Vienna(维也纳大学)
本文基于 VISIONS 多历元红外图像和 SimpleITK 图像配准追踪南冕座星际云延展结构,首次直接测得其自行并与 YSO 结果吻合。
2025-09-05 astro-ph.GA
Clumpy galaxies in cosmological simulations: The effect of ISM model
研究了星际介质模型对宇宙学模拟中星系性质的影响。我们研究了在以前的研究中广泛使用的三种模型。ISM模型对稠密气体采用不同的状态方程。使用放大模拟,我们证明切换ISM模型可以控制红移$z\sim1$ -- $2$的大质量圆盘中巨型团块的形成,而它们的初始条件和其他设置(例如恒星反馈)不变。因此,不仅反馈,但ISM模型也可以负责cluerical形态的模拟星系。然而,我们发现,改变ISM模型几乎不影响星系的整体性质,如恒星和气体的总质量,恒星形成率,金属丰度和恒星角动量,无论显着差异的团块,即ISM模型只改变盘的团块。此外,我们的方法提供了一个测试,调查的影响,团块形成盘星系的演化使用相同的初始条件和反馈。我们发现,团块的形成并没有显着改变星系的性质,因此不能成为恒星暴增或淬火的原因。
2019-07-16 astro-ph.GA
An SDSS-V 3D Tomographic Na I Map of the ISM: An Initial Study Towards the Smith Cloud
New Mexico State University(新墨西哥州立大学);San Diego State University(圣地亚哥州立大学);Green Bank Observatory, National radio Astronomy Observatory(绿岸天文台,国家射电天文台);Princeton University(普林斯顿大学);University of Potsdam(波茨坦大学);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);Montana State University(蒙大拿州立大学);Universidad Católica del Norte(北方天主教大学)
通过分析SDSS-V BOSS光谱研究史密斯云区域的钠I吸收和尘埃消光,发现云外星体的钠I等效宽度异常,揭示了低速成分与尘埃-气体比的关系。
2026-03-23 astro-ph.GA
Molecular clouds at the eastern edge of radio nebula W50
位于射电星云W50几何中心的微类星体SS 433是研究银河喷流影响周围星际介质的物理过程的合适光源。以前的研究已经寻找了SS 433喷流和ISM之间相互作用的证据,例如中性氢气和分子云;然而,仍然不清楚ISM与喷流相互作用。我们使用Nobeyama 45米望远镜和Atacama亚毫米望远镜实验(ASTE)寻找可能在SS 433东部急流终端相互作用的新分子云。我们首次在30.1- 36.5 km/s $^{-1}$的速度范围内发现了两个由许多小团块组成的分子云。这些云具有复杂的速度结构,其中一个云具有朝向SS 433的密度梯度。虽然很难断定分子云与SS 433/W50系统之间的关系,但有一种可能性是,SS 433喷流构造的W50东部结构扫过了在周围漂流的微小分子团,形成了我们在这项研究中发现的分子云。
2023-01-30 astro-ph.GA
Electron attachment rates for PAH anions in the ISM and dark molecular clouds: dependence on their chemical properties
背景:利用多通道量子散射方法,研究了具有不同稠环数的多环芳烃分子(PAHs)在宽的电子温度范围内的自由电子吸附行为.相关的横截面的计算反过来被用来模拟相应的附着率为每个系统的研究,这些速率参数化作为温度的函数,使用一个常用的表达式在星际介质(ISM)中的两体过程。目的:这项工作的范围是使用第一性原理来建立多环芳烃的电子附着过程的效率的化学性质的影响。方法:量子多通道散射方法产生的相关截面,因此的附件率,使用积分弹性截面计算在一个广泛的范围内的相关能量,从阈值高达1000 K和连接的附件,以低能量共振碰撞。研究结果:本分子获得的速率被发现显着变化的测试合奏本工作,并低于早期的值用于整个类的多环芳烃阴离子,当他们在ISM环境中的演变建模。这种差异的化学网络,包括多环芳烃和多环芳烃-物种的演变的影响进行了详细分析,并与以前的计算。
2012-12-04 astro-ph.GA
Dust and Gas in the Magellanic Clouds from the HERITAGE Herschel Key Project. II. Gas-to-Dust Ratio Variations across ISM Phases
气体-尘埃比(GDR)的空间变化对星系中尘埃的化学演化和生命周期提供了约束。我们研究尘埃和气体之间的关系,在10-50 pc的分辨率在大麦哲伦云和小麦哲伦云(LMC和SMC)的基础上Herschel远红外(FIR),H I 21厘米,CO,和Halpha观测。在扩散原子ISM中,我们推导出气尘比作为尘埃-气体关系的斜率,并发现在LMC中的气尘比为380+250-130,在SMC中为1200+1600-420,不包括氦。原子到分子的过渡位于尘埃表面密度为0.05 Mo pc-2的LMC和0.03 Mo pc-2的SMC,对应AV ~ 0.4和0.2,分别。我们研究了CO到H2转换因子的范围,以最好地解释观测光束中的所有分子气体,并发现在15 pc分辨率下LMC(Z=0.5Zo)中XCO的上限为6 × 1020 cm-2 K-1 km-1 s,在45 pc分辨率下SMC(Z=0.2Zo)中为4 × 1021 cm-2 K-1 km-1 s。在LMC中,在密集ISM的尘埃-气体关系的斜率是低于在扩散ISM的一个因素~2,即使在占CO-暗H2的分子云的半透明信封的影响。尘埃颗粒的凝结和随后的尘埃发射率增加分子云,和/或气相金属吸积到尘埃颗粒上,以及随后的尘埃丰度(尘气比)增加分子云可以解释的意见。在SMC中,由凝聚或吸积引起的尘-气斜率的变化与CO-暗H2的影响退化。在预期的5- 20倍银…
2014-11-17 astro-ph.GA
MHD lensing in inhomogeneous ISM for qualitative understanding of the morphology of supernova remnants
本文通过将非均匀星际介质中的云团视为磁流体动力学波的透镜,定性解释了壳型超新星遗迹的纤维、弧、环等复杂形态。
2024-08-01 astro-ph.GA
Gas Stripping in Simulated Galaxies with a Multiphase ISM
通过团内介质(ICM)运动的星系团星系,预计将失去一些星际介质(ISM)通过ISM-ICM的相互作用。我们进行高分辨率(40 pc)的三维流体动力学模拟的星系进行冲压压力剥离,包括辐射冷却,以调查剥离的多相介质。的cluberous,多相ISM是自洽产生的列入辐射冷却,并跨越六个数量级的气体密度。我们发现,无论是否涉及冷却,损失的气体量都没有大的变化,尽管多相星系中的气体被剥离得更快,半径也更小。我们还看到剥离的磁盘形态的显着差异。这是因为多相介质自然地包括设置在较低密度区域内的高密度云。我们发现,低密度气体从星系的任何半径迅速剥离,然后高密度气体可以被烧蚀。如果高密度云幸存下来,通过与ICM的相互作用,它们失去了足够的角动量,向星系中心漂移,在那里它们不再被剥离。最后,我们发现低冲压压力值将气体压缩成高密度云,这可能会导致恒星形成增强,而高冲压压力会导致更少量的高密度气体。
2009-01-14 astro-ph.GA
The CO luminosity and CO-H2 conversion factor of diffuse ISM: does CO emission trace dense molecular gas?
目的:我们希望分离和量化的CO光度和CO-H2转换因子适用于扩散,但部分分子ISM时,H2和CO是本,但C+是气相碳的主要形式。研究方法:我们讨论银河系观测到的\HI,HCO+和CO的CO排放存在,但干预云弥漫(局部\AV \ $\la 1$ MAG)与相对较小的CO柱密度$\NCO \la 2\times10^{16}\pcc$。我们使用\EBV \作为总气柱密度的计量器,在统计学上分离原子和分子级分,并将NH 2与观察到的CO亮度进行比较。结果如下:虽然有含H2的地区,CO排放太微弱而无法检测到,扩散ISM的CO亮度与NH 2的平均积分比与通常的1 \K km/s的CO亮度/$2\times10^{20}$ H2 $\pcc$没有区别。此外,在银道面附近观测到的漫射CO的光度是在太阳银道面附近观测到的2/3。结论:从辐射传输和CO化学的考虑,可以理解在漫射云和暗云中CO-H2转换因子的共性。在扩散气体和暗气体的CO发射之间存在着不可避免的混淆,以及扩散气体到暗或巨大分子云的CO发射的错误归属。ISM的特征与人们所认为的不同,如果CO和H2被认为是恒星形成边缘的分子云,实际上是更稀薄的,不受重力束缚的扩散气体。
2010-05-12 astro-ph.GA
Weather Forecast of the Milky Way: Shear and Stellar feedback determine the lives of Galactic-scale filaments
星际介质是银河系生态系统不可分割的一部分,其演化历史一直是一个具有挑战性的问题。我们跟踪的演化的分子ISM使用的年轻恒星天体(YSO)协会的样本-分子云复合体(YSO-MC复合体)。我们推导出它们的三维(3D)速度相结合的盖亚天体测量测量的YSO协会和CO观测相关的分子云。基于三维速度,我们模拟了YSO-MC复合体在银河势中的运动,并通过跟踪单个复合体的运动来预测ISM的演化,揭示了剪切和恒星反馈在决定ISM演化中的作用:银河系切变将银河系尺度的分子云复合体,如G120复合体,拉伸成银河系尺度的细丝,它也有助于破坏细丝;而恒星反馈产生相互连接的超级气泡,其膨胀将特殊的速度注入ISM。银河尺度的分子气体团通常是细丝的先驱,而银河尺度的细丝则是在恒定的剪切拉伸下的瞬态结构。该演化序列为解释其他天然气结构奠定了基础。动画可在https://gxli.github.io/ISM-6D/movie.html上获得。
2022-07-08 astro-ph.GA
Impact of relativistic jets on the star formation rate: a turbulence-regulated framework
我们应用一个连续性调节的恒星形成模型来计算密集的恒星形成云的恒星形成率(SFR)在模拟喷流ISM相互作用。该方法将单个团簇分离出来,并考虑了团簇维里参数和马赫数对恒星形成活动的影响。这改善了其他估计的SFR在模拟射流-ISM相互作用,这往往是完全基于本地的气体密度,忽略湍流的影响。我们应用这个框架的一套喷气ISM相互作用模拟的结果,研究如何喷流调节SFR全球范围内和单个恒星形成云的规模。我们发现,喷流强烈影响星系中的多相ISM,诱导湍流,增加云内的速度色散。与没有射流的模拟相比,这导致SFR的全局减小。由喷流驱动到云中的冲击也将气体压缩到更高的密度,导致SFR的局部增强。然而,这种云的速度色散也很高,这导致SFR比在具有类似气体质量表面密度且没有强大射电喷流的星系中观察到的要低。因此,我们表明,在一个单一的喷流事件中,在一个单一的系统中,本地的负和正喷流反馈可以发生,并在ISM中的恒星形成率以一种复杂的方式变化,取决于喷流-ISM耦合的强度和喷流爆发的时间尺度。
2021-10-27 astro-ph.GA
The $σ_s^2-\mathcal{M}$ relation in the multi-phase ISM: Exploring the density PDF with the Cloud Factory simulations
SUPA, School of Physics and Astronomy, University of St. Andrews(圣安德鲁斯大学物理与天文学学院);Universität Heidelberg, Zentrum für Astronomie, Institut für Theoretische Astrophysik(海德堡大学天文学中心理论天体物理学研究所);Max Planck Institute for Astronomy(马克斯·普朗克天文学研究所)
研究多相星际介质中\(σ_s^2 - \mathcal{M}\)关系的适用性,通过云工厂模拟分子云复合体密度PDF,测试其在各相中的情况,发现该关系在不同相适用性不同,受测量方式影响,对部分相不适用,对H₂分布对数正态部分暂成立,还存在CO密度PDF宽度被高估问题。
2026-07-29 astro-ph.GA
How do different spiral arm models impact the ISM and GMC population?
盘状星系中星系旋臂的性质仍然难以捉摸。不管是哪种螺旋模型,旋臂在塑造恒星形成的星际介质中都将发挥作用。因此,不同的臂模型可能导致星际介质结构和分子云性质的差异。在这项研究中,我们提出了不同性质的螺旋臂扰动星系盘的模拟。我们发现,在不同的大设计螺旋之间,云的人口或气体运动学的差异很小,这表明云尺度上的星际介质几乎不关心螺旋臂来自哪里。然而,我们确实看到了臂间/臂间质量谱的差异,{和云特性分布尾部的微小差异}(以及恒星/气体速度色散的径向变化)。这些特征可以归因于不同螺旋模型之间的模式速度的径向依赖性的差异,并且可以作为观测研究中螺旋结构性质的度量。
2020-07-29 astro-ph.GA
The Supernova-ISM/Star formation Interplay
超新星是能量最大的恒星事件,它通过气体动力学和能量学影响着星际介质。因此,两者都对恒星的形成产生积极和消极的影响。在本文中,我们回顾了调查的复杂性,旨在了解超新星爆炸与恒星形成分子云之间的交换。本文从分析研究出发,研究了超新星从超泡尺度反馈到星系结构的数值模型。我们还讨论了恒星形成和超新星能量转移效率的参数化。由于从星际介质到星系的演化模型有很多,并且应用了这些参数的多种配方,因此这里只能讨论一些有代表性的研究。
2014-02-01 astro-ph.GA
Formation of star-forming clouds from the magnetised, diffuse interstellar medium
分子云是星系中恒星的诞生地,由星际介质(ISM)中弥漫的原子气体动态形成。ISM还被对其动态特性有很大影响的磁场穿过。特别是,恒星形成区必须是磁超临界的,以便容纳可能在自身重量下坍缩的气体团。基于三维磁流体力学(MHD)模拟的参数研究,我们表明,长期存在的问题,如何产生这样的超临界区仍然是一个悬而未决的问题。
2015-09-11 astro-ph.GA
Dark Dust and single-cloud sightlines in the ISM
在弥漫的星际介质中,云的精确特征和尘埃的性质只能通过检查罕见的单云视线情况来提取。在我们的命名法中,这样的物体被星际线识别,如K I,在$λ/Δλ\sim 75,000$的分辨率下显示一个占主导地位的多普勒分量,占观察到的柱密度的一半以上。我们寻找这样的视线使用高分辨率光谱对红OB星的远紫外消光曲线是已知的。我们编制了186个光谱的样本,其中100个是专门为这个项目与UVES。在我们的样本中,我们确定了65个单云视线,其中大约一半是以前未知的。我们使用目标的CH/CH $^+$线比来确定视线是由暖云还是冷云主导。我们发现,CN检测到所有冷(CH/CH $^+ >1$)云,但往往是缺席的暖云。我们检查了WISE($3-22\, μ$ m),观察到我们视线周围的发射形态,并排除了所观察到的尘埃消光的星周性质。我们发现,大多数视线都被远离热源的冷云所控制。对于132颗恒星,我们导出了光谱类型和相应的光谱类型-光度距离。我们还应用了星际Ca II距离尺度,并将这两种距离估计与GAIA的距离进行了比较。这些距离估计值分散了40%。通过比较光谱类型的光度距离与GAIA,我们发现了一个隐藏的尘埃成分,相当于几个马格的消光八视线。这种黑暗尘埃由$\ge 1 μ$ m大颗粒组成,主要出现在寒冷的星际介质中。
2020-07-17 astro-ph.GA
A study of major mergers using a multi-phase ISM code
星系相互作用是星系团中的一种常见现象。特别是大合并是特别重要的,因为它们可以改变星系的形态类型。它们对星系的质量函数产生影响,并引发恒星形成-银河系物质循环的主要驱动力。因此,我们通过多阶段ISM代码对重大合并进行了研究。该代码基于TREE-SPH代码,结合粘性粒子方法,允许由多相ISM的属性控制恒星形成。这与通常实施的主要取决于气体密度的施密特定律相反。以前,这个代码被用于孤立的星系。由于我们的恒星形成配方并不局限于一种特殊类型的星系,因此将其应用于相互作用的星系也很有趣。我们的主要合并的研究包括相互作用系统的全球性质的研究,即恒星形成率和恒星形成效率,蒸发和冷凝率,以及不同的组件,即恒星,弥漫ISM和云的质量交换。研究这些性质可以深入了解各种物理过程之间的相互关系。结果表明,恒星的形成效率以及蒸发和凝结速率都受到相互作用的影响。
2009-08-21 astro-ph.GA
Uncovering neutral Hydrogen clouds in Radio Galaxies in the SKA era
Pole Scientific, University Catholic of Lyon- University of Lyon(里昂天主教大学-里昂大学科学 Pole)
本文利用SKA-VLBI的高分辨率和高灵敏度,研究射电喷流与冷星际介质的相互作用,揭示中性氢云在星系核区的分布、运动学和物理状态。
2026-07-01 astro-ph.GA
Evidence for mixing between ICM and stripped ISM by the analysis of the gas metallicity in the tails of jellyfish galaxies
流体动力学模拟表明,星系团中的冲压剥离促进了剥离后的星际介质(ISM)与周围介质的强相互作用,并有可能使团内介质(ICM)冷却成冷气体云.利用MUSE(GASP)巡天对三个水母星系的GAs剥离现象的MUSE观测,研究了其气体尾部恒星形成团的气体金属丰度。我们发现,剥离气体的氧丰度作为从母星系盘的距离的函数减少;所观察到的金属丰度分布表明,超过40%的最贫金属剥离云由冷却的ICM构成,在定性协议与模拟预测之间的混合富金属ISM和贫金属ICM。
2021-11-08 astro-ph.GA
The SILCC (SImulating the LifeCycle of molecular Clouds) project - II. Dynamical evolution of the supernova-driven ISM and the launching of outflows
SILCC项目(模拟分子云的生命周期)旨在对小尺度上的星际介质及其与星系演化的联系有更加自洽的理解。我们提出了三维(磁)流体动力学模拟的ISM在一个垂直分层的盒子,包括自引力,由于银河系盘的恒星组件的外部潜力,和恒星反馈的形式的星际辐射场和超新星(SNe)。气体的冷却基于化学网络,该化学网络遵循H+、H、H2、C+和CO的丰度,并始终考虑屏蔽。我们通过比较不同的SN速率、聚类和不同的定位来改变SN反馈,特别是在密度峰值和随机位置处的SN反馈,这对动力学具有重大影响。仅对于随机SN位置,在足够低密度的环境中注入能量以减少能量损失并增强SNe与气体的有效动力学耦合。这导致更真实的速度弥散(σ_HI ~ 0.8σ_(300- 8000 K)~ 10- 20 km/s,σ_Hα~ 0.6σ_(8000- 3e 5 K)~ 20- 30 km/s),以及即使在太阳邻域条件下质量负荷因子也高达10的强外流。与单个SNe相比,集群SNe会助长资金外流,但不会影响净流出率。流出物不含任何分子气体,主要由原子氢组成。流出的物质大部分是致密的(ρ~ 1 e-25- 1 e-24 g/cc)和缓慢的(v ~ 20- 40 km/s),但有一个高达v ~ 500 km/s的高速尾部,ρ~ 1 e-28- 1 e-27 g/cc。
2015-12-11 astro-ph.GA
Effects of environmental gas compression on the multiphase ISM and star formation
星系团的环境可以通过不同的方式影响星系的演化:通过冲压压力剥离或通过星系相遇引起的引力扰动。本文给出了NGC 4501和NGC 4567/68的新的IRAM 30 mHERA CO(2-1)数据。我们发现在ISM被压缩的分子分数的增加。气体在压缩区域接近于自引力。这导致气体压力的增加和分子分数与总ISM压力之间的比率的减小。基于~1.5 kpc分辨率下逐像素分析的整体Kennicutt Schmidt关系不会因压缩而显著修改。然而,我们在银河系气体盘的压缩部分检测到低分子恒星形成效率的连续区域。这些数据表明,分子星形成效率SFE_H_2与气体自引力之间存在着联系。这两个系统都显示了恒星形成效率的空间变化,这与ISM的环境压缩有关。利用解析模型研究了SFE_H_2对自引力的依赖性。如果对三个星系采用不同的全球湍流速度色散,模型正确地再现了R_mol/P_tot、SFE_H2和Toomre Q之间的相关性。我们发现N_H_2/I_CO转换因子的变化可以掩盖SFE_H_2和Q参数之间的大部分相关性。动力学模拟被用来比较冲压压力和潮汐ISM压缩的效果。我们得出结论,重力诱导的ISM压缩具有相同的后果,冲压压力压缩:(i)增加气体表面密度,(ii)增加分子分数,和(iii)减少R_mol/P_tot在压缩区由于近自引力气体的存在。SFE_H2对压缩的响应更为复杂。
2016-01-19 astro-ph.GA
Physical properties and scaling relations of molecular clouds: the effect of stellar feedback
使用流体动力学模拟的整个星系盘类似于银河系,达到4.6pc的分辨率,我们研究了观测到的物理性质的巨分子云(GMCs)的起源。我们发现,有效的恒星反馈是一个必要的成分,以发展一个现实的星际介质(ISM),导致分子云的质量,大小,速度色散和维里参数与银河系观测非常一致。用$M\propto R^{2.3}$和$σ\propto R^{0.56}$,在反馈驱动的ISM中再现了银河系中观测到的GMC标度关系,如质量-尺寸($R$)、速度弥散-尺寸($σ$)和$σ$关系.当在3D分析时,GMC标度关系显着变陡,表明我们从观测中理解分子云3D结构的潜在局限性。此外,我们演示了如何GMC人口的基本分布维里参数可以强烈影响的散射在派生的标度关系。最后,我们表明,GMCs与几乎相同的全球性质存在于不同的演化阶段,其中大多数的云被引力约束或扩大,但与一个显着的部分被压缩的外部ISM压力,在任何时候。
2018-06-21 astro-ph.GA
ISM masses and the star formation law at Z = 1 to 6 // ALMA observations of dust continuum in 145 galaxies in the COSMOS survey field
利用ALMA周期2对145个恒星形成星系的长波长尘埃辐射观测,研究了恒星形成ISM的演化。我们还发展了尘埃连续体作为星际介质(ISM)质量定量探测的物理基础和经验定标(72个低z和z ~ 2星系)。恒星形成率(SFR)最高的星系在<z>= 2.2和4.4时,气体质量高达银河系的100倍,气体质量分数达到50 - 80%,即气体质量是恒星质量的1 - 4倍。我们发现了一个单一的高z恒星形成定律:SFR = 35 M_mol ^0.89 x(1+z)_{z=2}^0.95 x(sSFR)_{MS}^0.23 \msun yr^-1 --与ISM质量近似线性相关,并且在较高的红移下,单位气体质量的恒星形成效率增加。主序星(MS)上方的星系具有更大的气体质量,但将其ISM转化为恒星的时间尺度仅略短于MS上的星系-因此这些“星爆”很大程度上是气体质量大幅增加的结果,而不是提高了将气体转化为恒星的效率。在z $> 1$,整个恒星形成星系的人口有$\sim$ 2 - 5倍短的气体耗尽时间比低z星系。这些较短的耗尽时间表明早期宇宙中恒星形成的不同模式-最有可能是由压缩,高分散气体运动动态驱动-这是高气体吸积率的自然结果。
2016-04-25 astro-ph.GA
Chemistry of Dark Clouds: Databases, Networks, and Models
多年来,天体物理学家开发了化学模型来研究星际介质(ISM)的各种环境中起作用的过程,这些环境定义了气体和尘埃的化学成分。由于实验技术和理论方法的许多最新发展,这些定性方面的模型预测已经从化学的角度得到了改进,这些实验技术和理论方法旨在研究尽可能接近ISM条件的条件下的各个反应,并表征其效率的速率常数。这些模型也越来越多地与ISM物理条件的动态演化(例如恒星形成区)相关,因为这些区域的化学成分远不是稳态。在本文中,我们试图评估的艺术状态有关的化学建模的乌云,形成恒星和磁盘的第一步。
2013-10-14 astro-ph.GA
The ISM in Distant Galaxies
星际介质(ISM)是星系形成和演化的关键成分,因为它提供了分子气体库,为恒星形成和超大质量黑洞吸积提供了燃料。然而,ISM是遥远星系研究最少的方面之一。在(亚)毫米波长的分子和原子跃迁在测量高z星系的宏观性质(例如质量,形态,恒星形成规律)以及微观性质(例如气体密度,温度,冷却)方面有很大的希望。在这篇综述中,我总结了越来越多的高Z分子谱线检测,突出了一些最有趣的结果。最后,我讨论了未来设施(例如ALMA,EVLA,CCAT,LMT)将在当前状态下大幅改善的几个领域。
2009-01-12 astro-ph.GA
The SILCC (SImulating the LifeCycle of molecular Clouds) project: I. Chemical evolution of the supernova-driven ISM
SILCC项目(模拟分子云的生命周期)旨在对小尺度上的星际介质及其与星系演化的联系有更加自洽的理解。我们模拟的演化的多相ISM在一个500 pc × 500 pc × 10 kpc区域的星系盘,气体表面密度为$Σ_{_{\rm GAS}} = 10 \;{\rm M}_\odot/{\rm pc}^2$。Flash 4.1模拟包括外部电势、自引力、磁场、加热和辐射冷却、考虑(自)屏蔽的H $_2$和CO随时间变化的化学反应以及超新星(SN)反馈。我们探索SN爆炸在不同的(固定)率在高密度区域(峰值),在随机位置(随机),在两者的组合(混合),或在空间和时间上的集群(集群)。只有随机或集群模型与自引力(演变类似)是与观测一致的。分子氢以致密的细丝和团块形式形成,占总质量的20% - 40%,而大部分质量(55% - 75%)是原子氢。电离气体贡献<10%。对于高SN速率(高于Kennicutt-Schmidt 0.5 dex)以及峰值和混合驱动,H $_2$的形成被强烈抑制。同样,在没有自重的情况下,H $_2$分数显著较低($\sim$ 5%)。大部分体积充满热气体($\sim$ 90%在$\pm$ 2 kpc范围内)。只有对于随机或集群驱动,原子氢的垂直膨胀温暖的组成部分表明喷泉流。磁场对最终盘结构的影响很小。然而,它们影响致密气体($n\gtrsim 10\;{\rm cm}^…
2014-12-08 astro-ph.GA
Using [CII] 158 micron Emission From Isolated ISM Phases as a Star-Formation Rate Indicator
在许多恒星形成星系中观测到的最亮的发射线是[CII] 158微米线,使其在z~7处可被探测到。为了更好地理解和量化[CII]发射作为恒星形成的示踪剂,[NII] 205微米发射和[CII] 158微米发射之间的理论比率已被用于经验地确定源自ISM的电离和中性相的[CII]发射的分数。在附近星系中[CII] 158微米和[NII] 205微米线的亚千秒差距测量最近已经成为附近星系的关键见解的一部分:与赫歇尔(KINGFISH)和超越峰值(BtP)计划的远红外巡天。随着这两个远红外线的信息以及KINGFISH数据的多波长套件,[CII]发射线作为恒星形成率指标的校准和更好地理解[CII]赤字的追求。[CII]在这些区域中,还将发射与PAH发射进行比较,以比较来自PAH分子的光电加热与ISM的中性和电离相中的[CII]的冷却。我们发现,起源于中性阶段的ISM的[CII]发射不表现出赤字相对于红外光度,因此是首选的[CII]发射起源于电离阶段的ISM作为一个恒星形成率指标的正常恒星形成星系包括在这个样本。
2019-10-11 astro-ph.GA
Studying the small scale ISM structure with supernovae
目标。在这项工作中,我们探讨了使用快速膨胀的Ia型超新星光球检测银河系外ISM柱密度变化的空间尺度上的~100 AU的时间尺度上的几个月的可能性。方法.我们建立了一个简单的模型,它描述了扩大的photodisk和补丁星际云的影响,所观察到的Na I D线的等效宽度。利用这个模型,我们推导出的行为的等效宽度作为时间,空间尺度和柱密度波动幅度的函数。结果计算表明,Na I柱密度超过10^11 cm^-2的孤立的小云团(小于100 AU)很容易被探测到。相比之下,在一小部分情况下,更真实的、斑片状的ISM的影响是可以测量的,并且在1000天文单位的尺度上,峰-峰变化大于~10^12 cm^-2。结论.该技术提供了一种独特的方法来探测河外小尺度结构,这是迄今为止使用的任何方法都无法达到的。同样的工具也可以应用于研究亚AU银河ISM结构。
2010-03-03 astro-ph.GA
The Interstellar Medium and Star Formation of Galactic Disks. I. ISM and GMC properties with Diffuse FUV and Cosmic Ray Backgrounds
我们提出了一系列的自适应网格细化(AMR)流体动力学模拟的平坦的旋转曲线银河系气体盘的星际介质(ISM)物理的扩散FUV辐射场和宇宙射线背景的影响下的原子到分子的相变的详细治疗。我们探索不同的FUV强度的影响,包括一个模型与径向梯度设计模仿银河系。宇宙射线的影响,包括其加热和电离率的径向梯度,也进行了探讨。本系列的最终模拟在整个$\sim20\:$ kpc全球磁盘直径上实现了$4\:$ pc分辨率,加热和冷却后温度降至$\sim10\:$ K。磁盘是为$300\:$ Myr演化的,这是ISM实现准统计平衡的足够时间。特别地,分子气体的质量分数稳定在$\sim$ 200 Myr。分析了其他全局ISM属性。巨分子云(GMCs)也被确定,并检查其人口的统计特性。随着磁盘的演变,跟踪GMC。GMC碰撞,这可能是一种手段,触发星团的形成,计数和分析模型相比,利率。相对频繁的GMC碰撞率被认为是在这些模拟和理解GMC属性,包括内部湍流的驱动,其影响进行了讨论。
2017-11-14 astro-ph.GA
HST Imaging of Dust Structures and Stars in the Ram Pressure Stripped Virgo Spirals NGC 4402 and NGC 4522: Stripped from the Outside In with Dense Cloud Decoupling
我们描述和限制ISM结构的起源可能是由正在进行的ICM冲压压力剥离两个室女星系团螺旋,NGC 4522和NGC 4402,使用HST的尘埃消光和恒星的BVI图像,以及补充HI,Halalpha和无线电连续图像。这是迄今为止对ICM-ISM冲压压力剥离相互作用期间发生的物理过程、冲压压力剥离对多相、多密度ISM的影响以及冲压压力剥离尾部的形成和演变的最高分辨率研究。在尘埃消光中,我们看到了NGC 4402的前侧和NGC 4522的后侧;我们在两个星系中看到了不同类型的特征。NGC 4522经历了更强、更近的压力,并具有一些冲压压力剥离星系的水母形态特征。它的剥离的尾巴从盘平面向上延伸,尘埃和恒星在盘平面上方弯曲约2 kpc。一个运动学和形态学上不同的平面外臂的年轻,蓝色的恒星和ISM延伸以上的一个大部分剥离部分的磁盘,和它之间的磁盘平面是解耦的尘埃云。NGC 4402包含了长长的尘埃脊,这表明ISM的大部分正在被一次推出。这两个星系都含有偏振射电连续辐射的长脊,表明存在大尺度有序的磁场。我们认为,磁场可以将不同密度的气体结合在一起,导致附近不同密度的气体以相同的速度剥离,并产生大的、连贯的尘埃脊和隆起。许多因素在决定冲压压力形成何种结构时发挥作用:冲压压力强度和历史,星系内相对于前沿的位置,以及ISM中预先存在的可能被磁场束缚在一起的子结构。
2016-04-07 astro-ph.GA
Molecular cloud formation by compression of magnetized turbulent gas subjected to radiative cooling
在星际介质中,磁化气体的复杂湍流运动是普遍存在的。然而,这种动荡的根源仍然知之甚少。先前的研究表明,超新星冲击波、重力或云碰撞造成的压缩可能会在一定程度上驱动湍流。在这项工作中,我们提出了三维(3D)磁流体动力学(MHD)模拟收缩湍流,磁化云从温暖的中性介质(WNM)的ISM冷致密分子云的形成,包括辐射加热和冷却。我们研究了不同的收缩率,发现观察到的分子云的性质,如温度,密度,马赫数,和磁场强度,以及它们各自的标度关系,最好的再现时,收缩率等于湍流周转率。相反,如果收缩率明显大于(小于)周转率,则压缩驱动太多(太少)湍流,产生不切实际的云特性。我们发现,密度概率分布函数的演变从双对数正态表示的两个阶段的ISM,一个歪斜的,单对数正态的密集,冷相。对于纯流体动力学模拟,我们发现收缩云湍流的有效驱动参数是自然到轻度压缩(\mbox{$b\sim0.4$--$0.5$}),而对于MHD湍流,我们发现\mbox{$b\sim0.3$--$0.4$},即,螺管形到自然混合。总的来说,模拟云的物理性质,合同的速度等于湍流周转率,表明大规模的收缩可以解释的起源和演变的湍流在ISM。
2020-02-13 astro-ph.GA
Supermassive Black Holes at High Redshift are Expected to be Obscured by their Massive Host Galaxies' Inter Stellar Medium
我们结合从深ALMA观测大质量($M_*>10^{10}\;M_{\odot}$)星系在不同的红移的结果表明,其星际介质(ISM)的柱密度迅速增加对早期宇宙时代。我们的分析包括从ASPECS和ALPINE大型项目的对象,以及个人的观测$z\sim 6$类星体主机。当占非检测和校正的选择效应,我们发现,中位面密度的ISM的大质量星系人口的演变为$\sim(1+z)^{3.3}$。这意味着$z>3$星系核心的ISM柱密度通常是局部的$>100$倍,并且它可能在$z\gtrsim6$达到康普顿厚度。值得注意的是,ISM柱密度的中位数与已经在$z\gtrsim2$上对大型活动星系核样品的X射线观测结果具有相同的数量级。我们开发了一个简单的分析模型ISM云的空间分布在星系内,并估计总覆盖因子对活跃的原子核时,由ISM云的主机规模上的遮蔽被添加到PC规模的环核材料(所谓的“环面”)。该模型包括云的大小,质量和表面密度的分布,并允许与红移,$Σ_{c,*}\propto(1+z)^γ$的特征云表面密度的演变。我们表明,$γ=2$,这样的模型成功地再现了增加的模糊AGN部分与红移,通常观察到的深X射线调查,无论是当不同的吸收阈值和AGN光度被认为是。我们的研究结果表明,早期宇宙($z>6-8$)中80- 90%的超大质量黑洞被我们的视野所掩盖,主要是被它们宿主中的ISM所掩盖。[删节]
2022-07-22 astro-ph.GA
SILCC VI -- Multi-phase ISM structure, stellar clustering, and outflows with supernovae, stellar winds, ionising radiation and cosmic rays
我们提出了模拟的多相星际介质(ISM)在太阳附近的条件下,包括热和非热ISM过程,团簇形成,并从大质量恒星的反馈:恒星风,氢电离辐射计算与新的TreeRay辐射转移方法,超新星(SN),和注入的宇宙射线(CR)。N体动力学计算与四阶Hermite积分。我们系统地研究了恒星反馈对磁场、CR平流和扩散以及非平衡化学演化的自引力ISM的影响。SN-唯一的反馈结果在非常高的星团质量,双峰分布的环境SN密度,和低体积填充因子(VFF)的温暖的气体,通常与当地条件不一致的强烈集群的恒星形成。早期的辐射反馈阻止了最初的星暴,减少了星团质量和外流率。此外,恒星形成率表面密度的$Σ_{\dot{M}_\star} = 1.4-5.9 \times 10^{-3}$ $\mathrm{M}_\odot\,\mathrm{yr}^{-1}\,\mathrm{kpc}^{-2}$,VFF $_\mathrm{warm} = 60-80$百分比以及热,动力学,磁,宇宙射线能量密度的模型,包括所有的反馈机制,符合观测的限制。在短,1亿年,这里研究的时间尺度,CR只有适度的影响,恒星的形成和多相气体结构,并导致较冷的流出,如果存在。我们的模型表明,在低气体表面密度SN-唯一的反馈只捕捉到一些特点的恒星形成ISM和流出/流入有关调节恒星的形成。相反,恒星的形成在星团尺度上受到来自星团中大质量恒星的辐射和风的调节,…
2021-03-29 astro-ph.GA
The Rhythm of the ISM: Tracing the Timescales of Gas Evolution and Star Formation across Galactic Environments
University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森尼天体物理中心)
研究揭示了银河系中恒星形成时间尺度与星际介质湍流及气体状态的相互作用,显示气体循环和恒星形成过程在不同环境下的变化规律。
2026-02-02 astro-ph.GA
Catching the Birth of a Dark Molecular Cloud for the First Time
在星际介质中的大部分氢是以原子形式存在的。从原子到分子的转变,特别是H $_2$分子的形成,是宇宙结构形成到恒星的关键步骤。由于氢原子(HI)发射的混乱和缺乏来自冷ISM的H $_2$信号,难以量化H $_2$在太空中的形成。在这里,我们提出了一个罕见的,孤立的暗云目前正在进行H $_2$形成的发现,证明了一个突出的“环”HI自吸收。通过对HI窄自吸收、CO排放、尘埃排放和消光的综合分析,我们首次直接测量了一个区域内[HI]/[H $_2$ ]丰度从2%到0.2%不等。这些测得的HI丰度比通常假设的原行星盘模型的初始条件高出几个数量级。没有一个快速云形成模型能产生如此低的氢原子丰度。我们推导出一个云形成的时间尺度为6 $\times$-10 $^6$年,符合全球银河系恒星形成率,并有利于快速恒星形成模型的经典恒星形成图片。我们的测量也有助于限制H $_2$形成率,在各种ISM条件下。
2018-10-25 astro-ph.GA
Cosmic Ray Transport in the Ionized and Neutral ISM: MHD-PIC Simulations and Effective Fluid Treatments
宇宙射线(CR)在多相星际介质(ISM)中具有关键影响,驱动低密度等离子体中的动力学运动,并改变高密度原子和分子气体的电离状态、温度和化学成分。我们提出了一个电离ISM和中性云之间的CR传播的研究。使用一维磁流体动力学粒子在细胞模拟,其中包括离子中性阻力阻尼Alfv $\acute{\text{e}}$ n波在云中,我们自洽地发展的动力学物理的CR和流体动力学的多相气体。通过在我们的周期域中引入云,我们的模拟打破了平移对称性,并允许CR分布函数中出现空间结构。负的空间梯度形成在完全电离的ISM区域,而正的梯度形成在中性云。我们连接我们的结果与CR流体力学配方计算波粒散射率预测准线性,流体,和福克-普朗克理论。对于动量的平均自由程是短的相对于盒子的大小,我们发现所有的散射率之间的良好协议。通过探索不同的云的大小和离子中性碰撞率,我们表明我们的结果是强大的。我们的工作提供了CR流体力学的第一原理验证时,粒子流的压力梯度,并打开了一个途径,从自生Alfv $\acute{\text{e}}$ n波散射与CR的输运系数的全面校准。
2021-02-23 astro-ph.GA physics.plasm-ph
Stellar Feedback in the ISM Revealed by Wide-Field Far-Infrared Spectral-Imaging
恒星与其周围环境的辐射和机械相互作用驱动着ISM和整个星系的演化。来自原子和分子的远红外辐射(λ ~30至350微米)主导了中性ISM中温暖气体的冷却,这种物质最终形成恒星。因此,远红外线是恒星反馈过程中最敏感的探针,并使我们能够量化的沉积和循环的能量在ISM。虽然ALMA(在(亚)mm)和JWST(在IR)提供了点源及其直接环境的惊人的亚角秒分辨率图像,但它们无法访问主要的星际气体冷却剂,也不是设计用于成像整个恒星形成区域(SFR)。星际尘埃热辐射的赫歇尔远红外测光图像揭示了SFR无处不在的大尺度结构,它们的质量含量,以及数千个星前核和原恒星的位置。然而,这些图像提供了ISM的静态视图:它们不仅不能约束云动力学,而且它们不能揭示云内的化学成分和能量转移,因此无法深入了解恒星形成的恒星反馈调节过程。在本白皮书中,我们强调了在关键的远红外领域具有宽视场光谱成像能力的空间望远镜的需求。
2019-03-10 astro-ph.GA
Unveiling The Physics of Star Formation and Feedback in Galaxies
最近的研究表明,反馈在宇宙中恒星形成速率演化中的重要性。然而,反馈的性质和物理学仍然是紧迫的问题。射电连续谱观测可以提供独特的尘埃不偏示踪剂的大质量恒星形成和星际介质(ISM),因此是理想的,以解决在星系中的恒星形成的规则。我们在邻近星系中的多频率和多分辨率射电巡天使我们能够追踪恒星形成的各个阶段,并解剖星系中的热和非热ISM。绘制宇宙射线电子能量指数和磁场强度,我们发现观测证据表明,大质量恒星的形成显着影响的能量平衡,通过注入和加速宇宙射线和放大的磁场。下一代恒星如何在这样一个磁化和湍流的ISM中形成,将在我们的“本星系团M33的EVLA云尺度调查”和即将到来的SKA调查中得到解决。
2016-04-19 astro-ph.GA
The ISM in distant star-forming galaxies: Turbulent pressure, fragmentation and cloud scaling relations in a dense gas disk at z=2.3
我们使用IRAM Plateau de Bure干涉仪和扩展甚大阵获得了z=2.32的透镜状恒星形成星系SMMJ 2135 -0102中CO(6-5)和CO(1-0)发射的高分辨率地图。气体的运动学可以用一个旋转支撑的圆盘模型很好地描述,该圆盘的倾斜校正旋转速度为v_rot = 320+/-25 km/s,旋转支撑与色散支撑之比为v/sigma=3.5+/-0.2,动力学质量为6.0+/-0.5x10^10Mo,半径为2.5kpc。该盘具有Toomre参数Q=0.50+/-0.15,表明气体将在LJ ~ 400 pc尺度上迅速碎裂成大质量团簇。我们确定在这些尺度上的恒星形成区域,并表明它们是10倍的密度比那些在静止的环境中在本地星系,并显着抵消当地的分子云尺度关系(拉森关系)。与局部分子云线宽-尺寸标度关系相比,大的偏移意味着超音速湍流应该在比银河系运动学静止ISM小100倍的尺度上保持主导地位,而SMMJ 2135中的分子气体预计在所有尺度上比银河系中的分子气体密度高50倍。这很可能是由于我们在星际介质(ISM)中测量到的高外部流体静压P_tot/kB ~(2+/-1 x10 ^7 K/cm 3)。在这样一个高度湍流的ISM中,引力坍缩(和恒星形成)的亚音速区域将具有高得多的临界密度,n_crit>=10^8/cm 3,比银河系静止的ISM高出约1000倍。
2011-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Scales of Stability and Turbulence in the Molecular ISM
Institute for Theory and Computation, Harvard University(哈佛大学生理论与计算研究所)
研究分子星际介质中湍流与稳定性尺度,揭示静力学与virial平衡的动态演变及多相ISM压力关系。
2026-03-05 astro-ph.GA
Three-phase Interstellar medium in Galaxies Resolving Evolution with Star formation and Supernova feedback (TIGRESS): Algorithms, Fiducial model, and Convergence
我们介绍了TIGRESS,一个新的框架,多物理场数值模拟的恒星形成的星际介质(ISM)的雅典娜MHD代码实现。TIGRESS的算法旨在空间和时间上解决关键的物理特征,包括:(1)气体的引力坍缩和持续的吸积导致了星团中的恒星形成,(2)超新星(SNe)的爆炸既发生在它们的祖先诞生地附近,也发生在失控的OB星上,相对于恒星形成的时间延迟由星族合成决定,(3)在冷却开始之前SN残留物的显式演化,这导致了热ISM的产生,(4)ISM的暖相和冷相的光电加热,其跟踪来自年轻星团人口的随时间变化的环境FUV场,(5)大尺度星系差异旋转,这导致行星运动并剪切出过密结构,限制了大规模的引力坍缩,(6)磁场的精确演化,这对于ISM盘的垂直支撑以及角动量输运是重要的。我们提出了新实现的物理模块的测试,并展示了TIGRESS在代表太阳邻域环境的基准模型中的应用。我们使用分辨率的研究,以证明收敛和评估所需的最低分辨率dx正确恢复几个ISM属性,包括恒星形成率,风的质量损失率,磁盘规模的高度,湍流和Alfvenic速度色散,和体积分数的温暖和热的阶段。对于太阳邻域模型,所有这些ISM属性都收敛于dx <= 8pc。
2017-08-08 astro-ph.GA
The role of turbulence in setting the phase of the ISM and implications for the star formation rate
CEA, CNRS, Université Paris-Saclay(法国原子能委员会,法国国家科学研究中心,巴黎萨克雷大学);University of Manchester(曼彻斯特大学);University of St Andrews(圣安德鲁斯大学)
本研究通过分层盒模拟探究湍流对多相星际介质相态的调控作用,发现不同环境下湍流对恒星形成的影响存在差异,提出的模型可解释肯尼卡特-施密特关系的观测拐折。
2025-11-18 astro-ph.GA
The Emission Nebula Sh 2-174: A Radio Investigation of the Surrounding Region
Sh 2-174被认为是一个行星状星云(PN)或电离的环境星际介质(ISM)。在本文中,我们提出了1420 MHz的极化,1420 MHz的总强度(斯托克斯-I),和中性氢(HI)的图像周围的区域Sh 2-174。射电图像不仅揭示了天体的性质,还揭示了Sh 2-174与周围环境之间的关系。HI图像显示,Sh 2-174目前位于1.2度x0.4度云的中心。斯托克斯-I的图像显示了与R波段光学星云一致的热发射峰,以及来自Sh 2-174周围电离“晕”和从云东南延伸的电离“高原”的低表面亮度发射。偏振图像揭示了沿Sh 2-174投影轨迹的法拉第旋转结构,包括一个高对比度结构,其“手臂”精确地沿HI云的东部边缘延伸,以及一个与Sh 2-174下游边缘合并的宽阔中心区域。高对比度的结构与电离尾一致,它具有早期(在Sh 2-174进入云之前)和现在(在Sh 2-174进入云之后)的成分。此外,我们的旋转测量分析表明,ISM磁场在Sh 2-174的前缘偏转。下游尾翼和上游场偏转指向PN-ISM相互作用。我们对宿主白矮星(GD~561)的空间速度估计表明,Sh 2-174大约在27,000年前进入云,并给出了小于约200,000年的PN-ISM相互作用时间尺度。我们估计云中的环境磁场为11 +/- 3微高斯。
2014-12-17 astro-ph.GA
Role of Thermal and Non-thermal Processes in the ISM of Magellanic Clouds
射电连续辐射是星际介质中热过程和非热过程的一种无尘埃偏置的示踪剂。我们提出了新的地图的自由和同步辐射的麦哲伦云(MC)在0.166,1.4,和4.8GHz的无线电非热谱没有事先假设。这些地图是使用去红的H $α$地图作为热射电辐射的模板构建的,我们从总射电连续辐射的地图中减去它。为了减少H $α$辐射,重要的是要知道沿视线衰减H-PDMATHAMM辐射的尘埃表面密度的分数,$f_\text{d}$。该分数是通过比较通过红外发射光谱和巴耳末减量法获得的尘埃不透明度而获得的。在恒星形成区,中值$f_\text{d}$约为0.1,比扩散区低3倍。在1.4GHz的LMC(SMC)中,我们获得了30%(35%)的全球热射电分数,$f_\text{th}$。此外,我们提出的均分磁场强度与平均值的$\simeq10.1μ$ G在LMC和$\simeq\,5.5\,μ$ G在SMC的地图。磁场与恒星形成率成正比,分别为大麦哲伦星云和小麦哲伦星云的0.24和0.20次方。研究表明,非热过程控制着MC中的星际介质。
2021-10-31 astro-ph.GA
First Observation of the Submillimeter Polarization Spectrum in a Translucent Molecular Cloud
来自排列尘埃的偏振辐射是ISM中研究磁性的重要工具,也是研究CMB偏振的麻烦污染物。在每一种情况下,要理解偏振信号的重要性,都需要对尘埃颗粒进行良好校准的物理模型。尽管在理论和观测方面取得了数十年的进展,但偏振尘埃模型在很大程度上仍然缺乏约束。在2012年的飞行中,球载望远镜BLASTPol同时获得了250、350和500微米的半透明分子云的宽带偏振图。将这些数据与普朗克850微米波段的偏振测量相结合,我们首次为这种类型的云产生了亚毫米偏振光谱。我们发现,偏振度在很大程度上是恒定的四个波段。这一结果引入了一个新的观察与潜在的ISM灰尘极化模型在以前无法访问的密度制度的经验约束。与Draine和Fraisse(2009)的模型相比,我们的结果不支持他们的两个模型,其中所有的极化都是由于对齐的硅酸盐颗粒引起的。通过创建一个简单的模型,在半透明的云偏振发射,我们验证了消光云内的偏振光谱形状相比,扩散ISM只有很小的影响。因此,我们期望测量的偏振光谱是一个有效的检查扩散ISM灰尘模型。所观察到的偏振光谱的一般平坦度提出了一个挑战的模型,其中温度和对准度是强烈相关的主要尘埃成分。
2017-07-10 astro-ph.GA